Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer

Elsa Rubiela Ochoa-Burgos; Carlos Arturo Parra-Vargas; Julieth Alexandra Mejía-Gómez; Eddy de Grave

doi:10.15446/dyna.v85n207.68421

Publicado

2018-10-01

Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer

Study of the structural and magnetic properties of the system Bi1-xYxFeO3 x = 0 and 0.07 using Mössbauer spectroscopy

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v85n207.68421

Palabras clave:

ferrita de bismuto, multiferroico, espectroscopía Mössbauer (es)
bismuth ferrite, multiferroic, Mössbauer spectroscopy (en)

Descargas

PDF
XML

Autores/as

Elsa Rubiela Ochoa-Burgos Universidad Antonio Nariño https://orcid.org/0000-0001-8100-9880
Carlos Arturo Parra-Vargas Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia https://orcid.org/0000-0002-3737-2153
Julieth Alexandra Mejía-Gómez Universidad Antonio Nariño https://orcid.org/0000-0001-8968-8654
Eddy de Grave University of Ghent

Resumen (es)
Resumen (en)

En este artículo se presenta la producción y caracterización estructural y magnética del sistema Bi_1-xY_xFeO₃ x = 0 y 0.07. Las muestras fueron obtenidas por el método de reacción de estado sólido y caracterizadas por difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de Barrido (SEM) y espectroscopia Mössbauer. El análisis por refinamiento Rietveld, permitió determinar que el sistema Bi_1-xY_xFeO₃ cristaliza en el grupo R3c (161) romboédricas. Los resultados obtenidos permitieron concluir que la sustitución de Bi por iones de Y influyen en la aparición de impurezas de Bi₂Fe₄O₉, sin que se vea afectada la respuesta estructural de las muestras con el aumento del dopaje con itrio.

This article presents the production and structural and magnetic characterization of the Bi_1-xY_xFeO₃ System x = 0 and 0.07, the samples were obtained by solid state reaction method. The samples were characterized by x-ray diffraction (XRD), electron microscopy scanning SEM and Mössbauer Spectroscopy. The analysis by Rietveld refinement, allowed to determine system Bi_1-xY_xFeO₃ crystallizes in the Group R3c (161) rhombohedral. The obtained results allowed to conclude that the replacement of Bi by ions of and influence the appearance of Bi₂Fe₄O₉ impurities, without affecting the structural response of the samples with the increase of doping yttrium.

Referencias

Pokatilov, V.S., Pokatilov, V.V. and Sigov, A.S., Local states of iron ions in multiferroics Bi1−xLaxFeO3 .Physics of the Solid State, 51, pp. 552-559, 2009. DOI: 10.1134/S1063783409030202

Venevtsev-Yu, N., Gagulin, V.V. and Lyubimov, V.N., Ferroelectromagnets, Nauka, Moscow, 1982, 161 P.

Kadomtseva, A.M., Popov-Yu, F., Vorob’ev, G.P. and Zvezdin, A.K., Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters B, 211, pp. 327, 1995.

Eerenstein, W., Mathur, N.D. and Scott, J.F., Multiferroic and magnetoelectric materials. Nature (London), 442, pp. 759, 2006.

Kaczmarek, W. and Pajak, Z., Differential thermal analysis of phase transitions in (Bi1−xLax) FeO3 solid solution. Solid State Communications, 17, pp. 807, 1975.

Sosnowaska, I., Peterlin-Neumaier, T. and Steichele, E., Spiral magnetic ordering in bismuth ferrite. Journal of Physics C, 15, pp. 4835, 1982.

Palai, R., Katiyar, R.S., Schmid, H., Tissot, P., Clark, S.J., Robertson, J., Redfern, S.A.T., Catalan, G. and Scott, J.F., β phase and γ−β metal-insulator transition in multiferroic BiFeO3. Physical Review B 77, 014110, 2008. DOI: 10.1103/PhysRevB.77.014110

Ederer, C. and Spaldin, N.A., Weak ferromagnetism and magnetoelectric coupling in bismuth ferrite. Physical Review B, 71, 060401, 2005. DOI: 10.1103/PhysRevB.71.060401

Cheng, J.R., Li, N., Cross, L.E., Structural and dielectric properties of Ga-modified BiFeO3–PbTiO3BiFeO3–PbTiO3 crystalline solutions. Journal of Applied Physics, 94, 5153, 2003.

Gabbasova, Z.V., Kuz’min, M.D., Zvezdin, A.K., Dubenko, I.S., Murashov, V.A., Rakov, D.N. and Krynetsky, I.B., Bi1−xRxFeO3 (R=rare earth): a family of novel magnetoelectrics. Phys. Lett. A, 158, pp. 491, 1991.

Zhu, J., Pavan-Kumar, N., Min, Z., Hu, Y. and Venugopal-Reddy, P., Structural, magnetic and dielectric properties of Bi0.9Re0.1FeO3 (Re = La, Sm, Gd and Y). Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 28(9), pp. 2627-2635, 2015. DOI 10.1007/s10948-015-3082-x

Mejia-Gómez, J.A., Canaria, C., Ochoa-Burgos, R., Ortiz, C.A., Supelano, G.I. and Parra-Vargas, C.A., Structural study of yttrium substituted BiFeO3.. Journal of Physics: Conference Series, 687, 012091, 2016. DOI: 10.1088/1742-6596/687/1/012091

Mejia-Gómez, J.A., Supelano-Garcia, G.I., Palacio, C.A. and Parra-Vargas, C.A., Production and structural and magnetic characterization of a Bi1-xYxFeO3(x = 0, 0.25 and 0.30) system. Journal of Physics: Conference Series, 614, 012003, 2015. DOI: 10.1088/1742-6596/614/1/012003

Singh, V., Sharma, S., Jha, P.K., Kumar, M. and Dwived, R.K., Effect of Y3+ substitution on structural, electrical and optical properties of BiFeO3 ceramics. Ceramics International, 40, pp. 1971-1977, 2014. DOI: 10.1016/J.Ceramint.2013.07.106

Feng, B., Xue, H. and Xiong, Z.X., Structure and multiferroic properties of Y-doped BiFeO3 ceramics. Chinese Science Bulletin, 55(4-5), pp. 452-456, 2010. DOI: 10.1007/s11434-009-0293-1

Minh, N.V. and Thang, D.V., Dopant effects on the structural, optical and electromagnetic properties in multiferroic Bi1−xYxFeO3 ceramics. Journal of Alloys and Compounds, 505(2), pp. 619-622, 2010. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.06.093

Xu, J., Ye, G. and Zeng, M., Structure transition and enhanced multiferroic properties of Dy-doped BiFeO3. Journal of Alloys and Compounds, 587, pp. 308-312, 2014. DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.10.174

Sati, P.C., Kumar, M., Chhoker, S. and Jewariya, M., Influence of Eu substitution on structural, magnetic, optical and dielectric properties of BiFeO3 multiferroic ceramics. Ceramics International, 41(2), pp. 2389-2398, 2015. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.10.053

Pandit, P., Satapathy, S. and Gupta, P.K., Effect of La substitution on conductivity and dielectric properties of Bi1_xLaxFeO3 ceramics: An impedance spectroscopy analysis. Physica B, 406(13), pp. 2669-2677, 2011. DOI: 10.1016/j.physb.2011.03.081

Kan, D., Pálová, L., Anbusathaiah, V., Cheng, C.J., Fujino, S., Nagarajan, V., Rabe, K.M. and Takeuchi, I., Universal Behavior and electric-field-induced structural transition in rare-earth-substituted BiFeO3. Advanced Funct. Mater., 20(7), pp. 1108-1115, 2010. DOI: 10.1002/adfm.200902017

Litvinchuk, A.P., Iliev, M.N., Popov, V.N. and Gospodinov, M.M., Raman and infrared-active phonons in hexagonal HoMnO3 single crystals: magnetic ordering effects. Journal of Physics: Condensed Matter, 16(6), pp. 809, 2004. DOI: 10.1088/0953-8984/16/6/011

Kumar, M.M., Srinivas, A. and Suryanarayana, S.V., Structure property relations in BiFeO3/BaTiO3BiFeO3/BaTiO3 solid solutions. Journal of Applied Physics, 87, pp. 855-862, 2000.

Maurya, D., Thota, H., Nalwa, K.S. and Garg, A., BiFeO3 ceramics synthesized by mechanical activation assisted versus conventional solid-state-reaction process: A comparative study. J. Alloy. Comp., 477(1-2), pp. 780-784, 2009. DOI: 10.1016/j.jallcom.2008.10.155

Chou, X., Zhai, J., Jiang, H. and Yao, X., Dielectric properties and relaxor behavior of rare-earth (La, Sm, Eu, Dy, Y) substituted barium zirconium titanate ceramics. J. Appl. Phys., 102, 084106, 2007. DOI: 10.1063/1.2799081

Nalwa, K.S. and Garg, A., Phase evolution, electric and magnetic properties in Sm-doped bismuth ferrite. J. Appl. Phys., 103, 044101, 2008.

Mazumder, R. et al., Ferromagnetism in nanoscale BiFeO3. Appl. Phys. Lett., 91, 062510, 2007.

Park, T.J., Papaefthymiou, G.C., Viescas, A.J., Moodenbough, A.R. and Wong, S.S., Size-dependent magnetic properties of single-crystalline multiferroic BiFeO3 nanoparticles.

Nano Lett., 7, pp. 766, 2007.

De Sitter, J., Dauwe, C., De Grave, E. and Govaert, A., On the Mossbauer parameters in BiFeO3. Solid State Commun., 18, pp. 645, 1976.

De Sitter, J., Dauwe, C., De Grave, E., Govaert, A. and Robbrecht, G., On the magnetic properties of the basic compounds in the Fe2O3Bi2O3 system. Physica B+C, 86-88, pp. 919, 1977.

Blaauw, C. and Van der Woude, F., Magnetic and structural properties of BiFeO3. J. Phys. C: Solid State Phys., 6, 1422, 1973.

Folcke, E., Le Breton, J.M., Bréard, Y. and Maignan, A., Mössbauer spectroscopic analysis of Bi1-xSrxFeO3-δ perovskites. J. Phys. C: Solid State Phys., 12(8), pp. 1387-1392, 2010. DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2010.05.015

Landers, J., Salamon, S., Escobar-Castillo, M., Lupascu, D.C. and Wende, H., Mössbauer study of temperature-dependent cycloidal ordering in BiFeO3 nanoparticles. Nano Lett., 14(11), pp. 6061-6065, 2014. DOI: 10.1021/nl5031375

Jartych, E., Lisinska-Czekaj, A., Oleszak, D. and Czekaj, D., Comparative X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy studies of BiFeO3 ceramics prepared by conventional solid-state reaction and mechanical activation. Materials Science-Poland, 31(2), pp. 211-220, 2013. DOI: 10.2478/s13536-012-0093-1

Cómo citar

IEEE

[1]

E. R. Ochoa-Burgos, C. A. Parra-Vargas, J. A. Mejía-Gómez, y E. de Grave, «Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer», DYNA, vol. 85, n.º 207, pp. 22–28, oct. 2018.

ACM

[1]

Ochoa-Burgos, E.R., Parra-Vargas, C.A., Mejía-Gómez, J.A. y de Grave, E. 2018. Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer. DYNA. 85, 207 (oct. 2018), 22–28. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v85n207.68421.

ACS

(1)

Ochoa-Burgos, E. R.; Parra-Vargas, C. A.; Mejía-Gómez, J. A.; de Grave, E. Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer. DYNA 2018, 85, 22-28.

APA

Ochoa-Burgos, E. R., Parra-Vargas, C. A., Mejía-Gómez, J. A. & de Grave, E. (2018). Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer. DYNA, 85(207), 22–28. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n207.68421

ABNT

OCHOA-BURGOS, E. R.; PARRA-VARGAS, C. A.; MEJÍA-GÓMEZ, J. A.; DE GRAVE, E. Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer. DYNA, [S. l.], v. 85, n. 207, p. 22–28, 2018. DOI: 10.15446/dyna.v85n207.68421. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68421. Acesso em: 23 mar. 2026.

Chicago

Ochoa-Burgos, Elsa Rubiela, Carlos Arturo Parra-Vargas, Julieth Alexandra Mejía-Gómez, y Eddy de Grave. 2018. «Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer». DYNA 85 (207):22-28. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n207.68421.

Harvard

Ochoa-Burgos, E. R., Parra-Vargas, C. A., Mejía-Gómez, J. A. y de Grave, E. (2018) «Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer», DYNA, 85(207), pp. 22–28. doi: 10.15446/dyna.v85n207.68421.

MLA

Ochoa-Burgos, E. R., C. A. Parra-Vargas, J. A. Mejía-Gómez, y E. de Grave. «Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer». DYNA, vol. 85, n.º 207, octubre de 2018, pp. 22-28, doi:10.15446/dyna.v85n207.68421.

Turabian

Ochoa-Burgos, Elsa Rubiela, Carlos Arturo Parra-Vargas, Julieth Alexandra Mejía-Gómez, y Eddy de Grave. «Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer». DYNA 85, no. 207 (octubre 1, 2018): 22–28. Accedido marzo 23, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68421.

Vancouver

1.

Ochoa-Burgos ER, Parra-Vargas CA, Mejía-Gómez JA, de Grave E. Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del sistema Bi1-xYxFeO3 x=0 y 0.07 usando espectroscopia Mössbauer. DYNA [Internet]. 1 de octubre de 2018 [citado 23 de marzo de 2026];85(207):22-8. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68421

Descargar cita

CrossRef Cited-by

2

1. Iván Fernando Betancourt-Montañez, Christian Fabian Varela-Olivera, Julian Andres Munevar-Cagigas, Santiago Sandoval-Gutiérrez, César Armando Ortíz-Otálora, Carlos Arturo Parra-Vargas, Claudia Liliana Sánchez Sáenz. (2022). Evaluación de las propiedades estructurales, morfológicas y magnéticas del sistema Bi1-xSmxFeO3. Ingeniería Investigación y Desarrollo, 22(2), p.64. https://doi.org/10.19053/1900771X.v22.n2.2022.15024.

2. I.M. Saavedra Gaona, G.I. Supelano, S.G. Suarez Vera, L.C.I Fonseca, M. Castaneda Mendoza, C.L. Sánchez Saenz, J.L. Izquierdo, A. Gómez, O. Morán, C.A. Parra Vargas. (2024). Magnetic and electrical behaviour of Yb substitution on Bi1-Yb FeO3 (0.00 < x < 0.06) ceramic system. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 593, p.171827. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2024.171827.

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

691

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Licencia

Derechos de autor 2018 DYNA

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.