Cr3+掺杂对Mn3O4结构、形貌以及磁电性能的影响

崔梦范, 王松伟, 张鑫, 杨瑞鑫, 张亚乐, 邓胜龙, 周欣

桂林电子科技大学学报 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (03) : 292-298. DOI: 10.16725/j.1673-808X.2022136

Cr3+掺杂对Mn3O4结构、形貌以及磁电性能的影响

  • 崔梦范, 王松伟, 张鑫, 杨瑞鑫, 张亚乐, 邓胜龙, 周欣
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摘要

为了探究Cr3+掺杂对Mn3O4体系磁电效应的影响,采用传统固相法成功制备了Mn3O4及Mn1.8Cr1.2O4的单相多晶样品。X射线衍射及精修结果表明,掺杂前后存在晶体结构的改变,由四方晶系转变为立方晶系,其空间群由I41/amd变为■。场发射扫描电镜结果显示,掺杂前样品的晶粒呈紧密的镶嵌结构,掺杂后样品呈离散的五面体及八面体形貌,且尺寸约是掺杂前的1/8。磁性研究结果表明,掺杂前、后样品Yafet-Kittel型亚铁磁相变温度由43 K提高到60 K,这源自Cr3+掺杂使Mn3+(Cr3+)/Mn2+—O键长缩短,Mn3+(Cr3+)—O—Mn3+(Cr3+)键角增大,磁相互作用增强。此外,掺杂后矫顽力显著降低,这可根据离散的晶粒间作用力减小来理解。介电效应研究发现,掺杂前、后样品在磁相变点附近存在不随频率移动的介电异常峰,表明该体系存在与磁序相关的铁电极化,这源自体系的非线性磁结构。

关键词

固相法 / Cr3+掺杂 / 磁性测量 / 介电测量 / 磁电耦合

中图分类号

O469

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崔梦范, 王松伟, 张鑫, 杨瑞鑫, 张亚乐, 邓胜龙, 周欣. Cr3+掺杂对Mn3O4结构、形貌以及磁电性能的影响. 桂林电子科技大学学报. 2024, 44(03): 292-298 https://doi.org/10.16725/j.1673-808X.2022136

基金

国家自然科学基金(51802052); 广西信息材料重点实验室基金(191004-Z,201021-Z,201020-Z,211014-Z)

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