Synthesis, Optical and Electrical Properties of High-Entropy Niobate (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6 with Columbite Structure

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The high-entropy niobate (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6 with a columbite structure was synthesized for the first time. A modified method of combustion solutions followed by high-temperature sintering was used. According to the diffuse reflectance spectra, the band gap of the direct electronic transition is 3.36 eV. Mixed electronic-ionic conductivity was determined. The total conductivity of the sample is 2.5 · 10–3 S/cm at 750°C and is comparable to Mg0.8Cu0.2Nb2O6.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. S. Koroleva

Institute of Chemistry of the Komi Science Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: marikorolevas@gmail.com
Russian Federation, Syktyvkar, 167000

V. S. Maksimov

Institute of Chemistry of the Komi Science Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Pitirim Sorokin Syktyvkar State University

Email: marikorolevas@gmail.com
Russian Federation, Syktyvkar, 167000; Syktyvkar, 167005

I. V. Piir

Institute of Chemistry of the Komi Science Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: marikorolevas@gmail.com
Russian Federation, Syktyvkar, 167000

References

  1. Bérardan D., Franger S., Meena A.K. et al. // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. P. 9536. https://doi.org/10.1039/c6ta03249d
  2. Li F., Zhou L., Liu J.X. et al. // J. Adv. Ceram. 2019. V. 8. P. 576. https://doi.org/10.1007/s40145-019-0342-4
  3. Feng C., Zhou Y., Chen M. et al. // Appl. Catal., B: Environ. Energy. 2024. V. 349. P. 123875. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.123875
  4. Zhou L., Li F., Liu J.X. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 415. P. 125596. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125596
  5. Sarkar A., Wang Q., Schiele A. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. P. 1806236. https://doi.org/10.1002/adma.201806236
  6. Xu Y., Xu X., Bi L. // J. Adv. Ceram. 2022. V. 11. P. 794. https://doi.org/10.1007/s40145-022-0573-7
  7. Koroleva M.S., Krasnov A.G., Piir I.V. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 28764. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.06.136
  8. Wang Z., Zhou L., Liu C. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B: Beam Interact. with Mater. Atoms. 2024. V. 549. P. 165285. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2024.165285
  9. Xu L., Niu M., Su L. et al. // Corros. Sci. 2024. V. 227. P. 111682. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111682
  10. Li Z., Ge Y., Xiao Y. et al. // J. Alloys Compd. 2024. V. 989. P. 174357. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.174357
  11. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. А. 1976. V. 32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  12. Priyadarshani N., Vinitha G., Sabari Girisun T.C. // Opt. Laser Technol. 2018. V. 108. P. 287. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.06.040
  13. Kamimura S., Abe S., Tsubota T. et al. // J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2018. V. 356. P. 263. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2017.12.039
  14. Wichmann Von R., Müller-Buschbaum Hk. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1983. V. 503. P. 101. https://doi.org/10.1002/zaac.19835030810
  15. Ma R., Cao F., Wang J. et al. // Mater. Lett. 2011. V. 65. P. 2880. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2011.06.084
  16. Lee H.J., Hong K.S., Kim S.J. et al. // Mater. Res. Bull. 1997. V. 32. P. 847. https://doi.org/10.1016/S0025-5408(97)00034-2
  17. Belous A., Ovchar O., Jancar B. et al. // J. Electrochem. Soc. 2009. V. 156. P. G206. https://doi.org/10.1149/1.3236661
  18. Prabhakaran D., Wondre F.R., Boothroyd A.T. // J. Cryst. Growth. 2003. V. 250. P. 72. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)02229-7
  19. Yamamura H., Nishino H., Kakinuma K. et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. 2003. V. 111. P. 902. https://doi.org/10.2109/jcersj.111.902
  20. Orera A., García-Alvarado F., Irvine J.T.S. // Chem. Mater. 2007. V. 19. P. 2310. https://doi.org/10.1021/cm062856u
  21. Zhang H., Zhang X., Li H. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2021. V. 583. P. 652. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.09.076
  22. Zhang Y.C., Wang J., Yue Z.X. et al. // Ceram. Int. 2004. V. 30. P. 87. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(03)00068-3
  23. Butee S., Kulkarni A., Prakash O. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. P. 1047. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.02955.x
  24. Wachtel A. // J. Electrochem. Soc. 1964. V. 111. P. 534. https://doi.org/10.1149/1.2426176
  25. Liu F., Wang Y., Wang B. // Sens. Actuators, B: Chem. 2017. V. 238. P. 1024. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.07.145
  26. Sheng N., Han C.-G., Zhu C., Akiyama T. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 18279. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.07.039
  27. Pullar R.C., Breeze J.D., Alford N.M.N. // J. Am. Ceram. Soc. 2005. V. 88. P. 2466. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00458.x
  28. Pullar R.C. // J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. P. 563. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02919.x
  29. Morkhova Y.A., Koroleva M.S., Egorova A.V. et al. // J. Phys. Chem. С. 2023. V. 127. P. 52. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c06631
  30. Morkhova Y.A., Koroleva M.S., Egorova A.V. et al. // ECS Adv. 2024. V. 3. P. 024504. http://iopscience.iop.org/article/10.1149/2754-2734/ad3f31
  31. Huang X., Jing Y., Yang J. et al. // Mater. Res. Bull. 2014. V. 51. P. 271. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.12.033
  32. Balamurugan C., Maheswari A.R., Lee D.W. // Sens. Actuators, B: Chem. 2014. V. 205. P. 289. https://doi.org/10.1016/j.snb.2014.08.076
  33. Naveed-Ul-Haq M., Gul-e-Ali // Mater. Today Commun. 2023. V. 37. P. 107075. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.107075
  34. Kormányos A., Thomas A., Huda M.N. // J. Phys. Chem. С. 2016. V. 120. P. 16024. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b12738

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental, calculated X-ray diffraction patterns and their difference profile for (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6.

Download (229KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Micrograph of the ground surface of high-entropy ceramic (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6 in the elastically reflected electron mode.

Download (112KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Absorption spectra and Tautz dependences for direct and indirect allowed electronic transitions (insets) for (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6.

Download (183KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Impedance spectra of (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6 at 25 (a) and 280°C (b) in air.

Download (126KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. DC reverse temperature dependence of conductivity in air (shaded icons) and oxygen (empty icons) for (Mg0.2Cu0.2Ni0.2Co0.2Zn0.2)Nb2O6 versus substituted columbites Mg1-xCuxNb2O6 [29].

Download (278KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».