Спектроскопические свойства наночастиц феррита марганца, допированного редкоземельным элементом Yb<sup>3+</sup>

Gulati S.; Dhingra M.

Спектроскопические свойства наночастиц феррита марганца, допированного редкоземельным элементом Yb³⁺

Gulati S. , Dhingra M.

2024

Методом соосаждения синтезированы наночастицы порошка MnFe2–xYbxO4 (x = 0, 0.025, 0.075, 0.1 и 0.2) различных размеров. Влияние легирующей добавки Yb3+ на свойства феррита марганца охарактеризовано методами рентгеновской дифракции (XRD), ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR), КР-спектроскопии и фотолюминесцентной (ФЛ) спектроскопии. Образцы имеют кубическую структуру с пространственной группой симметрии Fd3m, размеры 24.8–34.7 нм и плотность 5.07– 5.49 г/см3. ИК-Фурье-анализ указывает на наличие двух полос поглощения в диапазоне 400–600 см–1, которые характерны для ферритов. Полоса v2 (мода растяжения Fe-O в октаэдрической позиции) смещается в сторону меньшего волнового числа, что подтверждает заселенность октаэдрической позиции более крупными ионами Yb3+. Пики КР наблюдались при 228, 295, 405, 502 и 634 см–1 для нелегированного феррита марганца. В соответствии с КР-спектрами ионы Mn2+ занимают октаэдрические (B) позиции, замещая ионы Fe3+. Обнаружено, что редкоземельные ионы преимущественно занимают октаэдрические позиции. Смещение КР-полос преимущественно связано с большими радиусами редкоземельных ионов по сравнению с ионами Fe3+ и Mn2+, а смещение пиков указывает на присутствие Yb3+ в октаэдрической позиции. В спектре ФЛ наблюдается излучение при 560 нм с ростом интенсивности при увеличении содержания примеси Yb3+, что может быть связано с включением Yb3+ в структуру шпинели, приводящим к излучательной рекомбинации в желтой области электромагнитного спектра.

Gulati S. , Dhingra M. Спектроскопические свойства наночастиц феррита марганца, допированного редкоземельным элементом Yb³⁺. Журнал прикладной спектроскопии. 2024;91(4):606.

Цитирование

Список литературы

1. J. Li, Y. He, W. Sun, Y. Luo, H. Cai, Y. Pan, M. Shen, J. Xia, X. Shi, Biomaterials, 35 , 3666–3677 (2014), https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2014.01.011.

2. A. C. C. Arantes, L. E. Silva, D. F. Wood, C. das G. Almeida, G. H. D. Tonoli, J. E. de Oliveira, J. P. da Silva, T. G. Williams, W. J. Orts, M. L. Bianchi, Carbohydrate Polymers, 207 , 100–107 (2019), https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.11.081.

3. T. M. Freire, L. M. U. Dutra, D. C. Queiroz, N. M. P. S. Ricardo, K. Barreto, J. C. Denardin, F. R. Wurm, C. P. Sousa, A. N. Correia, P. de Lima-Neto, P. B. A. Fechine, Carbohydrate Polymers, 151 , 760–769 (2016), https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.095.

4. N. Kostevšek, Magnetochemistry, 6 , 11 (2020), https://doi.org/10.3390/magnetochemistry6010011.

5. S. Gul, S. B. Khan, I. U. Rehman, M. A. Khan, M. I. Khan, Front. Mater., 6 , 179 (2019), https://doi.org/10.3389/fmats.2019.00179.

6. K. Tanbir, M. P. Ghosh, R. K. Singh, M. Kar, S. Mukherjee, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 31 , 435–443 (2020), https://doi.org/10.1007/s10854-019-02546-9.

7. Aakash, R. Choubey, D. Das, S. Mukherjee, J. Alloys and Compd., 668 , 33–39 (2016), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.01.198.

8. K. S. Nalwa, A. Garg, A. Upadhyaya, Mater. Lett., 62 , 878–881 (2008).

9. S. Debnath, R. Das, J. Mol. Struct., 1199 , 127044 (2020), https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.127044.

10. C. Venkataraju, G. Sathishkumar, K. Sivakumar, J. Alloys and Compd., 498 , 203–206 (2010), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.03.160.

11. J. Li, H. Yuan, G. Li, Y. Liu, J. Leng, J. Magnetism and Magnetic Mater., 322 , 3396–3400 (2010), https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.06.035.

12. J. Kwon, J.-H. Kim, S.-H. Kang, C.-J. Choi, J. A. Rajesh, K.-S. Ahn, Appl. Surf. Sci., 413 , 83–91 (2017), https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.022.

13. N. Akhlaghi, G. Najafpour-Darzi, J. Ind. and Eng. Chem., 103 , 292–304 (2021), https://doi.org/10.1016/j.jiec.2021.07.043.

14. M. Y. Rafique, L.-Q. Pan, Q. Javed, M. Z. Iqbal, H.-M. Qiu, M. H. Farooq, Z.-G. Guo, M. Tanveer, Chin. Phys. B, 22 , 107101 (2013), https://doi.org/10.1088/1674-1056/22/10/107101.

15. E. A. Setiadi, Rahmat, S. Simbolon, M. Yunus, C. Kurniawan, A. P. Tetuko, S. Zelviani, Rahmaniah, P. Sebayang, J. Phys.: Conf. Ser., 979 , 012064 (2018), https://doi.org/10.1088/1742-6596/979/1/012064.

16. N. Najmoddin, A. Beitollahi, H. Kavas, S. Majid Mohseni, H. Rezaie, J. Åkerman, M. S. Toprak, Ceram. Int., 40 , 3619–3625 (2014), https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.09.063.

17. M. H. Abdellatif, A. A. Azab, M. Salerno, Mater. Res. Bull., 97 , 260–264 (2018), https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2017.09.012.

18. M. M. Baig, M. A. Yousuf, M. F. Warsi, P. O. Agboola, M. Sher, I. Shakir, Ceram. Int., 45 , 18014–18022 (2019), https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.020.

19. E. Chitra Devi, I. Soibam, Mater. Today: Proc., 5 , 2157–2162 (2018), https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.09.213.

20. M. N. Akhtar, A. B. Sulong, M. N. Akhtar, M. A. Khan, J. Rare Earths, 36 , 156–164 (2018), https://doi.org/10.1016/j.jre.2017.09.003.

21. J. Song, L. Wang, N. Xu, Q. Zhang, J. Rare Earths, 28 , 451–455 (2010), https://doi.org/10.1016/S1002-0721(09)60132-0.

22. V. Jagadeesha Angadi, B. Rudraswamy, K. Sadhana, K. Praveena, Mater. Today: Proc., 3 , 2178–2186 (2016), https://doi.org/10.1016/j.matpr.2016.04.124.

23. O. N. Shebanova, P. Lazor, J. Solid State Chem., 174 , 424–430 (2003), https://doi.org/10.1016/S0022-4596(03)00294-9.

24. J. N. Anker, W. P. Hall, O. Lyandres, N. C. Shah, J. Zhao, R. P. Van Duyne, Nature Mater., 7 , 442–453 (2008), https://doi.org/10.1038/nmat2162.

25. P. R. Graves, C. Johnston, J. J. Campaniello, Mater. Res. Bull., 23 , 1651–1660 (1988), https://doi.org/10.1016/0025-5408(88)90255-3.

26. N. Amri, J. Massoudi, K. Nouri, M. Triki, E. Dhahri, L. Bessais, RSC Adv., 11 , 13256–13268 (2021), https://doi.org/10.1039/D0RA10140K.

27. K. Kombaiah, J. J. Vijaya, L. J. Kennedy, M. Bououdina, K. Kaviyarasu, R. J. Ramalingam, H. A. Al-Lohedan, M. A. Munusamy, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 28 , 10321–10329 (2017), https://doi.org/10.1007/s10854-017-6800-2.

28. S. Gulati, S. Gokhale, V. Luthra, J. Supercond. Nov. Magn. ( 2023 ), https://doi.org/10.1007/s10948-023-06534-3.

29. F. ur Raheem, M. A. Khan, A. Majeed, A. Hussain, M. F. Warsi, M. N. Akhtar, J. Alloys and Compd., 708 , 903–910 (2017), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.03.040.

30. N. H. Alonizan, R. Qindeel, Appl. Phys. A, 124 , 408 (2018), https://doi.org/10.1007/s00339-018-1825-9.

31. Sh. Karamipour, M. S. Sadjadi, N. Farhadyar, Spectrochim. Acta A: Mol. and Biomol. Spectrosc., 148 , 146–155 (2015), https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.03.078.

32. A. Javed, T. Szumiata, A. Sarwar, T. Fatima, Mater. Chem. and Phys., 221 , 99–107 (2019), https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.09.042.

33. M. K. Kokare, N. A. Jadhav, Y. Kumar, K. M. Jadhav, S. M. Rathod, J. Alloys and Compd., 748 , 1053–1061 (2018), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.03.168.

34. S. J. Iyengar, M. Joy, C. K. Ghosh, S. Dey, R. K. Kotnala, S. Ghosh, RSC Adv., 4 , 64919–64929 (2014), https://doi.org/10.1039/C4RA11283K.

35. D. Padalia, U. C. Johri, M. G. H. Zaidi, Mater. Chem. and Phys., 169 , 89–95 (2016), https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.11.034.

36. S. R. S. Veloso, R. G. D. Andrade, V. Gomes, C. O. Amorim, V. S. Amaral, V. Salgueiriño, P. J. G. Coutinho, P. M. T. Ferreira, M. A. Correa-Duarte, E. M. S. Castanheira, IJMS, 23 , 14145 (2022), https://doi.org/10.3390/ijms232214145.

37. A. Shandilya, R. S. Yadav, A. K. Gupta, K. Sreenivas, Mater. Chem. and Phys., 264 , 124441 (2021), https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124441.

38. D. Bouokkeze, J. Massoudi, W. Hzez, M. Smari, A. Bougoffa, K. Khirouni, E. Dhahri, L. Bessais, RSC Adv., 9 , 40940–40955 (2019), https://doi.org/10.1039/C9RA07569K.

39. A. Manohar, C. Krishnamoorthi, C. Pavithra, N. Thota, J. Supercond. Nov. Magn., 34 , 251–259 (2021), https://doi.org/10.1007/s10948-020-05685-x.

40. X. Wang, L. Gong, D. Zhang, X. Fan, Y. Jin, L. Guo, Sensors and Act. B: Chem., 322 , 128615 (2020), https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.128615.

41. V. K. Sharma, A. Alipour, Z. Soran-Erdem, Y. Kelestemur, Z. G. Aykut, H. V. Demir, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8 , 12352–12359 (2016), https://doi.org/10.1021/acsami.6b02407.

42. L. Y. Zhang, G. H. Zheng, Z. X. Dai, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 27 , 8138–8145 (2016), https://doi.org/10.1007/s10854-016-4816-7.

Источник

Информация

Автор

Gulati S. Колледж Калинди Делийского университета
Dhingra M. Колледж Майтрейи Делийского университета

Страницы

Год издания

2024

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии

Спектроскопические свойства наночастиц феррита марганца, допированного редкоземельным элементом Yb3+

Похожие публикации

Источник

Информация

Спектроскопические свойства наночастиц феррита марганца, допированного редкоземельным элементом Yb³⁺