ساخت نانو ساختار چندفروئی bi1-xyxfe0.8cu0.2o3 به روش سل- ژل و بررسی ویژگی‌های ساختاری، مغناطیسی و دی‌الکتریکی آن‌ها

در این پژوهش فریت‌ بیسموت آلایش داده شده با مس (bife1-ycuyo3) به مقدار 0.20 = y تهیه شد. سپس، آلایش آن با ایتریم bi1-xyxfe0.80cu0.20o3  با مقادیر ایتریم 0.30 و 0.25، 0.20، 0.15، 0.10، 0.05، 0.0 =  x به روش سل- ژل در دمای ˚c650 و زمان 1 ساعت مطالعه گردید. با استفاده از آنالیزهای xrd، ft-ir، fesem و edx ویژگی ‌های ساختاری نمونه ‌ها مورد مشخصه‌ یابی قرار گرفت. بررسی ‌های ویژگی ‌های ساختاری نمونه‌ ها نشان داد که با افزودن مقدار y، قلّه ها پهن‌ تر و تا حدودی به دلیل کوچک بودن محو شده‌ اند. با استفاده از آنالیزهای  vsm و  lcr متر ویژگی‌ های مغناطیسی و دی‌ الکتریکی نمونه ‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ‌های صورت گرفته نشان می ‌دهد که با افزایش غلظت ایتریم ویژگی فرومغناطیسی نمونه‌ها به تدریج افزایش یافته است. به صورتی که، مغناطش اشباع در کار حاضر (emu/g 2 /5) نسبت به کار دیگران (emu/g 0.85) افزایش چشمگیری داشته است. همچنین جانشینی فریت‌ بیسموت با ایتریم و مس، منجر به تغییر جایگاه fe در مرکز هشت‌ وجهی feo6 و تغییر زاویه‌ ی پیوندی در o-fe-o شده و یک نامتقارنی در ساختار ایجاد کرده است که سبب بهبود ویژگی‌ های دی الکتریکی در نمونه ‌ها می ‌شود. نتایج ویژگی ‌های دی‌ الکتریکی نمونه‌ های آلاییده شده با ایتریم و مس نشان داد که مقادیر ثابت دی‌ الکتریک، اتلاف دی‌ الکتریک و رسانندگی الکتریکی آن‌ ها بیشتر از نمونه بدون آلایش است.

research paper: synthesis of bi1-xyxfe0.8cu0. 2o3 multiferroic nanostructure by a sol-gel method and investigating their structural, magnetic, and dielectric properties

in this research, first the bismuth ferrite nanostructure doped with cu = 0.20 was prepared and then, its (bi1-xyxfe0.80cu0.20o3) doping with y = 0.0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, and 0.30 by a sol-gel method at a temperature of 650 ºc and a 1 h were studied.  the structural properties of the samples have been characterized using xrd, fesem, ft-ir, and edx. investigations of the structural properties showed that by increasing the y percentage, the peaks are broader and partly have disappeared due to their small size. the magnetic and dielectric properties of the samples using the analyses of vsm, and lcr meters have been investigated. investigations of the magnetic properties showed that by increasing y content, the sample’s ferromagnetic properties gradually increased. so that the saturation magnetism of our work (2.5 emu/g) compared to the work of others (0.85 emu/g) significantly has increased. also, the substitute of bismuth ferrite with yttrium and copper has led to the change of the site of fe in the octahedral center of feo6 and the change of the bond angle in o-fe-o. it has created an asymmetry in the structure, which has improved the dielectric properties of the samples. the results of the dielectric properties showed that the dielectric constant, dielectric loss and electric conductivity in the samples doped with y and cu are more than in samples without doping.