Modifications of structure and magnetocrystalline anisotropy due to Fe deficiency in Ni–Zn spinel ferrite ceramics

Автор(и)

  • A. Kravets V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 03142, Ukraine
    Nanostructure Physics, Royal Institute of Technology, Stockholm 10691, Sweden
  • L. Demchenko Stockholm University, Department of Chemistry, Stockholm 10691, Sweden
    National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, E. O. Paton Education and Research Institute of Materials Science and Welding, Kyiv 03056, Ukraine
  • S. M. Konoplyuk V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 03142, Ukraine
  • S. Solopan V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine Kyiv 03142, Ukraine
  • O. Fedorchuk V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine Kyiv 03142, Ukraine
  • V. Korenivski Nanostructure Physics, Royal Institute of Technology, Stockholm 10691, Sweden
  • A. Tovstolytkin V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 03142, Ukraine

DOI (Low Temperature Physics):


https://doi.org/10.1063/10.0042296

Ключові слова:

Ni–Zn ferrite, Rietveld refinement, halite, LAS method, magnetic anisotropy

Анотація

Два зразки нікель-цинкової ферит-шпінелі з різним вмістом заліза досліджувались за допомогою кількісного рентгеноструктурного аналізу та вимірювань намагніченості. Зразок зі зниженим вмістом заліза містив 34,4 мас. % фази галіту Ni0,7Zn0,3O на додаток до первинної фази ферит-шпінелі Ni0,6Zn0,4Fe2O4 , тоді як зразок зі складом близьким до стехіометрії, окрім Ni0,7Zn0,3Fe2O4 , містив лише 5 мас. % галіту Ni0,7Zn0,3O. Дослідження намагніченості продемонстрували переважання феримагнітного впорядкування в обох зразках. Коефіцієнт магнітокристалічної анізотропії K1 розраховано на основі даних намагніченості за методом закону набли ження до насичення. Результати показали значне зростання K1 у зразку зі зниженим вмістом заліза, що може бути засто совано для поглинання випромінювання у мікрохвильовому діапазоні.

Посилання

J. Song, Y. Gao, G. Tan, Q. Man, and Z. Wang, “Comparative study of microwave absorption properties of Ni–Zn ferrites obtained from different synthesis technologies,” Ceram. Int. 48, 22896 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.237

H. Singh, S. Parmar, B. Ray, V. K. Lokku, D. Kumar, K. L. Bhavani, D. Nagaraju, D. V. N. Vo, A. Sharma, S. Datar, and S. Banerjee, “Ultrasonically assisted solvohydrothermal synthesis of nanocrystalline Zn–Ni ferrite advanced material for EMI shielding,” J. Alloy. Compd. 906, 164199 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.164199

M. Amiri, M. Salavati-Niasari, and A. Akbari, “Magnetic nanocarriers: Evolution of spinel ferrites for medical applications,” Adv. Colloid Interface Sci. 265, 29 (2019). https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.01.003

S. Zahi, “Nickel–zinc ferrite fabricated by sol–gel route and application in high-temperature superconducting magnetic energy storage for voltage sag solving,” Mater. Des. 31, 1848 (2010). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.11.004

J. Dantas, E. Leal, A. B. Mapossa, J. R. Pontes, N. L. Freitas, P. C. Fernandes, and A. C. F. Costa, “Biodiesel production on bench scale from different sources of waste oils by using NiZn magnetic heterogeneous nanocatalyst,” Intern. J. Energy Research 45, 10924 (2021). https://doi.org/10.1002/er.6577

A. Anwar, U. S. Akther, K. H. Maria, M. K. Alam, A. Kumar, and M. N. I. Khan, “Regulated Ni–Zn–Co ferrites: Structural, electrical and magnetic properties tailored by co doping,” J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 35, 19 (2024). https://doi.org/10.1007/s10854-023-11748-1

S. F. Wang, Y. F. Hsu, and K. M. Chou, “Effects of Li+ and Mg2+ dopants on the magnetic properties of Ni–Zn ferrites,” IEEE Trans. Magn. 51, 1 (2014). https://doi.org/10.1109/TMAG.2014.2339193

M. N. Akhtar, M. Yousaf, Y. Lu, M. A. Khan, A. Sarosh, M. Arshad, M. Niamat, M. Farhan, A. Ahmad, and M. U. Khallidoon, “Physical, structural, conductive and magneto-optical properties of rare earths (Yb, Gd) doped Ni–Zn spinel nanoferrites for data and energy storage devices,” Ceram. Int. 47, 11878 (2021). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.01.028

S. Ramesh, L. N. Patro, B. Dhanalakshmi, B. Chandrasekhar, T. A. Babu, K. C. B. Naidu, and B. P. Rao, “Magnetic properties of Mn/Co substituted nano and bulk Ni–Zn ferrites: A comparative study,” Mater. Chem. Phys. 306, 128055 (2023). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2023.128055

M. Houshiar and L. Jamilpanah, “Effect of Cu dopant on the structural, magnetic and electrical properties of Ni–Zn ferrites,” Mater. Res. Bull. 98, 213 (2018). https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2017.10.024

D. L. Zhao, Q. Lv, and Z. M. Shen, “Fabrication and microwave absorbing properties of Ni–Zn spinel ferrites,” J. Alloy. Compd. 480, 634 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.01.130

L. Zhiyuan, X. Maoren, and Z. Qingqiu, “Effects of iron deficiency on magnetic properties of (Ni0.76Zn0.24)O(Fe2O3)0.575 ferrite,” J. Magn. Magn. Mater. 219, 9 (2000). https://doi.org/10.1016/S0304-8853(00)00408-X

X. He, G. Song, and J. Zhu, “Non-stoichiometric NiZn ferrite by sol-gel processing,” Mater. Lett. 59, 1941 (2005). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.02.031

X. He, Z. Zhang, and Z. Ling, “Sintering behavior and electromagnetic properties of Fe-deficient NiZn ferrites,” Ceram. Int. 34, 1409 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2007.03.031

H. Peng, X. Zhang, H. Yang, Z. Xiong, C. Liu, and Y. Xie, “Fabrication of core-shell nanoporous carbon chiral polyschiff base iron (II) composites for high-performance electromagnetic wave attenuationin the low-frequency,” J. Alloy. Compd. 850, 156816 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156816

S. Ghosh, S. Sharma, W. Li, A. Nozariasbmarz, L. Raman, N. Liu, G. K. Goyal, Y. Zhang, S. E. Perini, M. Lanagan, and S. Priya, “Broadband and tunable microwave absorption properties from large magnetic loss in Ni–Zn ferrite,” Adv. Mater. Technol. 9, 2301857 (2024). https://doi.org/10.1002/admt.202301857

A. I. Tovstolytkin, M. M. Kulyk, V. M. Kalita, S. M. Ryabchenko, V. O. Zamorskyi, O. P. Fedorchuk, S. O. Solopan, and A. G. Belous, “Nickel-zinc spinel nanoferrites: Magnetic characterization and prospects of the use in self-controlled magnetic hyperthermia,” J. Magn. Magn. Mater. 473, 422 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.10.075

A. Kremenović, B. Antić, M. Vučinić-Vasić, P. Colomban, C. Jovalekić, N. Bibić, V. Kahlenberg, and M. Leoni, “Temperature-induced structure and microstructure evolution of nanostructured Ni0.9Zn0.1O,” Appl. Crystallography 43, 699 (2010). https://doi.org/10.1107/S0021889810019163

M. A. Peck, Y. Huh, R. Skomski, R. Zhang, P. Kharel, M .D. Allison, D. J. Sellmyer, and M. A. Langell, “Magnetic properties of NiO and (Ni, Zn)O nanoclusters,” J. Appl. Phys. 109, 07B518 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3556953

E. W. Gorter, “Saturation magnetization and crystal chemistry of ferrimagnetic oxides,” Philips. Res. Rept 9, 295 (1954).

B. Kar, P. Kumar, S. Panigrahi, D. P. Sahu, and S. Mishra, “Effect of Zn substitution on structural, magnetic and electric transport properties in inverse spinel NiFe2O4,” Ceram. Int. 50, 49587 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.09.304

J. P. K. Chintala, M. C. Varma, G. S. V. R. K. Choudary, and K. H. Rao, “Control of coercivity and magnetic anisotropy through cobalt substitution in Ni–Zn ferrite,” J. Supercond. Nov. Magn. 34, 2357 (2021). https://doi.org/10.1007/s10948-021-05965-0

R. Becker and H. Polley, “Influence of internal strain on the law of approach to saturation for nickel,” Ann. Phys. 37, 534 (1940). https://doi.org/10.1002/andp.19404290705

Downloads

Опубліковано

2025-12-23

Як цитувати

(1)
A. Kravets, L. Demchenko, S. M. Konoplyuk, S. Solopan, O. Fedorchuk, V. Korenivski, and A. Tovstolytkin, Modifications of structure and magnetocrystalline anisotropy due to Fe deficiency in Ni–Zn spinel ferrite ceramics, Low Temp. Phys. 52, (2025) [Fiz. Nyzk. Temp. 52, 212–217, (2025)] DOI: https://doi.org/10.1063/10.0042296.

Номер

Том 52 № 2 (2026)

Розділ

Статті

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

<< < 1 2