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

Cover Page
  • Authors: 1, 2, 3, 4, 1,5, 1, 2, 1, 3, 3, 1, 3
  • Affiliations:
    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”
  • Issue: Vol 59, No 11 (2023)
  • Pages: 1262-1271
  • Section: Articles
  • URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/252404
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23110064
  • EDN: https://elibrary.ru/FUJWRG
  • ID: 252404

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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 Y3Fe5 – xAlxO12 (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.

About the authors

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Физический факультет

Author for correspondence.
Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 2

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии
наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Монголия, 13330, Улан-Батор, ул. Мира, 54B

Институт физики земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 123242, Москва, ул. Б. Грузинская, 10, стр. 1

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Физический факультет; АО ГНЦ “Центр Келдыша”

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 2; Россия, 125438, Москва, ул. Онежская, 8

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Физический факультет

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 2

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии
наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 630090, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Физический факультет

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 2

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Монголия, 13330, Улан-Батор, ул. Мира, 54B

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Монголия, 13330, Улан-Батор, ул. Мира, 54B

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Физический факультет

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 2

Институт физики и технологии Монгольской Академии наук

Email: Kiseleva.tyu@gmail.com
Монголия, 13330, Улан-Батор, ул. Мира, 54B

References

  1. 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.
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. Matsnev M.E., Rusakov V.S. SpectrRelax: An Application for Mössbauer Spectra Modeling and Fitting // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1489. P. 178–185.
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 1. М.: Мир, 1976. 180 с.
  25. 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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1MB)
Indexing metadata
3.

Download (133KB)
Indexing metadata
4.

Download (374KB)
Indexing metadata
5.

Download (664KB)
Indexing metadata
6.

Download (122KB)
Indexing metadata
7.

Download (216KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Т.Ю. Киселева, Е.В. Лазарева, Э. Уянгаа, В. Энхменд, А.С. Комлев, П.Ю. Тяпкин, М.В. Ильин, И.П. Иваненко, Г.П. Марков, Н. Жаргалан, Т.Ф. Григорьева, Д. Сангаа

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».