Влияние замещения алюминием на структурные, магнитные и магнитотермические свойства иттриевого феррита-граната

Т. Киселева; Киселева Т. Ю.; Т. Григорьева; Григорьева Т. Ф.; Н. Жаргалан; Жаргалан Н.; Г. Марков; Марков Г. П.; И. Иваненко; Иваненко И. П.; М. Ильин; Ильин М. В.; П. Тяпкин; Тяпкин П. Ю.; А. Комлев; Комлев А. С.; В. Энхменд; Энхменд В.; Э. Уянгаа; Уянгаа Э.; Е. Лазарева; Лазарева Е. В.; Д. Сангаа; Сангаа Д.

doi:10.31857/S0002337X23110064

Влияние замещения алюминием на структурные, магнитные и магнитотермические свойства иттриевого феррита-граната

Авторы: Киселева Т.Ю.¹, Григорьева Т.Ф.², Жаргалан Н.³, Марков Г.П.⁴, Иваненко И.П.¹^,5, Ильин М.В.¹, Тяпкин П.Ю.², Комлев А.С.¹, Энхменд В.³, Уянгаа Э.³, Лазарева Е.В.¹, Сангаа Д.³
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Физический факультет
2. Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук
3. Институт физики и технологии Монгольской Академии наук
4. Институт физики земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
5. АО ГНЦ “Центр Келдыша”
Выпуск: Том 59, № 11 (2023)
Страницы: 1262-1271
Раздел: Статьи
URL: https://rjeid.com/0002-337X/article/view/668625
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23110064
EDN: https://elibrary.ru/FUJWRG
ID: 668625

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции, Рамановской и Мессбауэровской спектроскопии, измерением полевых и температурных зависимостей намагниченности насыщения и магнитокалорического эффекта в переменном магнитном поле исследованы образцы Y₃Fe_{5 –} _xAl_xO₁₂ (х = 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0), синтезированные золь–гель-методом. Изучено влияние увеличения концентрации алюминия на кристаллическую и магнитную структуру, магнитотермические свойства частиц феррита-граната.

Ключевые слова

иттриевый феррит, гранат, мессбауэровская спектроскопия, магнитотермический эффект

Список литературы

Cruz I.F., Freire C., Araujo J., Pereira C., Pereira A.M. Multifunctional Ferrite Nanoparticles: from Current Trends Toward the Future // Magnetic Nanostructured Materials. Chapter 3. N.Y.: Elsevier, 2018. P. 59–115.
Bao J., Wen T., Samia A.C., Khandahar A., Krishnan K.M. Magnetic Nanoparticles Material Engineering and Emerging Applications in Lithography and Biomedicine // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 513–553. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9324-2
Tishin A., Shtil A., Pyatakov A., Zverev V. Developing Antitumor Hyperthermia: Principles, Materials and Devices, Recent Patents on Anti-cancer Drug Discovery // Bentham sci. 2016. V. 11. P. 360–375. https://doi.org/10.2174/0929866523666160720094638
Guistin A.J., Petryk A.A., Cassim S.M. Magnetic Nanoparticle Hyperthermia in Cancer Treatment // Nano LIFE. 2010. V. 1. № 1–2. P. 17–32. https://doi.org/10.1142/S1793984410000067
Aono H., Senba R., Nishimory T., Naohara T. Preparation of Y3Fe5O12 Microsphere Using Bead-Milled Nanosized Powder for Embolization Therapy Application // J. Am. Ceram. Soc. 2013. V. 96. № 11. P. 3483–3488. https://doi.org/10.1111/jace.12511
Aono H., Ebara H., Senba R., Naohara T., Maehara T., Hirazawa H., Watanabe Y. High Heat Generation Ability in AC Magnetic Field of Y3Fe5O12 Powder Prepared Using Bead Milling // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94. № 12. P. 4116–4119. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.02.002
Aono H. Development of Nano-Sized Superparamagnetic Ferrites Having Heat Generation Ability in an AC Magnetic Field for Thermal Coagulation Therapy // J. Ceram. Soc. Jpn. 2014. V. 122. № 4. P. 237–240. https://doi.org/10.2109/jcersj2.122.P4-1
Grasset F., Mornet S., Demourgues A., Portiera J., Bonnet J., Vekris A., Duguet E. Synthesis, Magnetic Properties, Surface Modification and Cytotoxicity Evaluation of Y3Fe5 – xAlxO12 (0 < x < 2) Garnet Submicron Particles for Biomedical Applications // J. Magn. Magn. Mater. 2001. V. 234. P. 409–418. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00386-9
Apostolov A.T., Apostolova I.N., Wesselinowa J.M. Application of Ion-Doped Y3Fe5O12 Nanoparticles for Self-Controlled Magnetic Hyperthermia // Phys. Status Solidi B. 2022. V. 259. P. 2100545. https://doi.org/10.1002/pssb.202100545
Mallmann E.J.J., Sombra A.S.B., Goes J.C., Fechine P.B.A. Yttrium Iron Garnet: Properties and Applications Review // Solid State Phenom. 2013. V. 202. P. 65–96. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.202.65
Gilleo M.A., Geller S. Magnetic and Crystallographic Properties of Substituted Yttrium-Iron Garnet, 3Y2O3⋅xM2O3(5−x)Fe2O3 // Phys. Rev. 1958. V. 110. № 1. P. 73–78. https://doi.org/10.1103/PhysRev.110.73
Perrot P. Iron-Oxygen-Yttrium // Ternary Alloy Systems / Ed. Effenberg G. 2009. V. 11. D5. P. 1–10. https://doi.org/10.1007/978-3-540-70890-2_23
Mohaidat Q.I., Lataifeh M., Hamasha K., Mahmood S.H., Bsoul I., Awandeh M. The Structural and the Magnetic Properties of Aluminum Substituted Yttrium Iron Garnet // Mater. Res. 2018. V. 21. № 3. P. e20170808. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-0808
Azadi Motlagh Z., Mozaffari M., Amighian J., Lehlooh A.F., Awawdeh M., Mahmood S. Mössbauer Studies of Y3Fe5−xAlxO12 Nanopowders Prepared by Mechanochemical Method // Hyperfine Interact. 2010. V. 198. P. 295–302. https://doi.org/10.1007/s10751-010-0234-z
Rodic D., Mitric M., Tellgren R., Rundlof H. The Cation Distribution and Magnetic Structure of Y3Fe5–xAlxO12 // J. Magn. Magn. Mater. 2001. V. 232. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00211-6
Mahour L.N., Manjunatha M., Choudhary H.K., Kumar R., Anupama A.V., Damle R., Ramesh K.P., Sahoo B. Structural and Magnetic Properties of Al-Doped Yttrium Iron Garnet Ceramics: 57Fe Internal Field NMR and Mössbauer Spectroscopy Study // J. Alloys Compd. 2019. V. 773. P. 612–622. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.213
Rietveld H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures // J. Appl. Crystallogr. 1969. V. 2. № 2. P. 65–71. https://doi.org/10.1107/S0021889869006558
Matsnev M.E., Rusakov V.S. SpectrRelax: An Application for Mössbauer Spectra Modeling and Fitting // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1489. P. 178–185.
Barton-Lopez J.F., Hernández-Cruz L.E., Sánchez De-Jesús F., Bolarín-Miró A. et al. Vibrational and Magnetic Properties of YIG Ferrite Powders Obtained by the Pechini Method // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1221. P. 0123017.https://doi.org/10.1088/1742-6596/1221/1/012017
Nagrare B.S., Kekade S.S., Thombare B., Reddy R.V. Hyperfine Interaction, Raman and Magnetic Study of YFeO3 Nanocrystals // Solid State Commun. 2018. V. 280. P. 32–38. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2018.06.004
Winkler H., Eisberg R., Alp E., Rüffer R., Gerdau E., Lauer S., Trautwein A.X., Grodzicki M., Vera A. Pure Nuclear Reflexes and Combined Hyperfine Interactions in YIG // Z. Phys. B: Condens.Matter. 1983. V. 49. P. 331–341. https://doi.org/10.1007/BF01301594
Sawatzky G.A., Van Der Woude F., Morrish A.H. Recoilless-Fraction Ratios for Octahedral and Tetrahedral Sites of a Spinel and a Garnet // Phys. Rev. 1969. V. 183. P. 383–386. https://doi.org/10.1103/PhysRev.183.383
Kiseleva T., Abbas R., Martinson K., Komlev A., Lazareva E., Tyapkin P. et al. Size-Dependent Structural, Magnetic and Magnetothermal Properties of Y3Fe5O12 Fine Particles Obtained by SCS // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 16. P. 2733–2748. https://doi.org/10.3390/nano12162733
Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 1. М.: Мир, 1976. 180 с.
Sanchex R.D., Rivas J., Vaqueiro P., López-Quintela M.A., Caeiro D. Particle Size Effects on Magnetic Properties of Yttium Iron Garnets Prepared by Sol-Gel Method // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 247. P. 92–98. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(02)00170-1