Neodyum Katkısının FeBO3 Oksit Malzemesinin Kristal ve Elektronik Özelliklerine Etkisi

FeBO3 oksit bileşiğine neodyum katkısının elektronik ve kristal yapısı üzerine etkileri NdxFe1-x BO3 genel seri formülü ile çalışılmıştır. Ağır fermiyon seryum atomlarının örnekler içine katkılanmasıyla polikristal yapıların ortaya çıktığı görülmüştür. Bu duruma, bor merkezli BO3 ligand yapılarına metal Fe ve Nd atomlarının bağlanması sonucu ortaya çıktığı belirlenmiştir. Artan Nd katkısının, Fe düzlemlerinde bozulmaya neden olduğu, bununda polikristal yapıyı tetiklediği tespit edilmiştir. Kristal yapıların bünyesinde gerçekleşen elektronik etkileşme mekanizmalarını araştırmak üzere x-ışını soğurma ince yapısı tekniği (XAFS), x-ışını kırınım desenleri (XRD) ile koordineli olarak kullanılmıştır. Analizlerin sonucunda neodyum atomlarının f-seviyelerinin demir atomlarıyla olan zayıf etkileşmelerden sorumlu olduğu, bu nedenle güçlü elektron etkileşmelerinde en önemli etkileşme sahası olduğu tespit edilmiştir.

Influence of Neodymium Doping on the Crystal and Electronic Properties of FeBO3 Oxide Materials

Neodymium substitution in titanium coordinations of the FeBO3 materials were studied with their crystallographic and its related electronic structure properties according to the general formula NdxFe1x BO3. With the doping of the heavy fermion “Neodymium”, samples were formed in polycrystalline structure due to boron centered ligands BO3. With the incressing Nd in the samples, disturbances on the Fe planes became more clear and it supports geometrically different crystal structures formations. Electronic structure properties were investigated by the X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy (XAFS) technique both to obtain the electronic mechanisms in the crystals and to support crystal structure study of the samples carried with the X-ray diffraction (XRD) patterns. As a result of the analysis, f-levels of the Neodymium atoms were determined not as the main playground of interplays and 5d-3d mixing were determined to emerge dominant interactions causing phase transitions.

PDF

___

Bernal I., Struck C. W., White J. G., (1963), New transition metal borates with the calcite structure, Acta Crsytallography 16, 849
Klysubun W., (2007), Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 582, 87W.
Klysubun W., (2006), X-ray Absorption Spectroscopy Beamline at the Siam Photon Laboratory, AIP Conference Proceedings 879, 860
Liu Y.W., Rui X.F., Fu Y.Y.,. Han Zhang Y.W, (2005), Synthesis of α-Fe2O3 Nanowires and its Magnetic Properties, Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials 23, 243
Lufoso M.W., Woodward P.M., Prediction of the crystal structures of perovskites using the software program SPuDS, (2001), Acta Crysttallography B 57, 725-738
Lutterotti L., Chateigner D., Ferrari S. and Ricote J., (2004), Texture, residual stress and structural analysis of thin films using a combined X-ray analysis, Thin Solid Films, 450 34-41
Nabi H. S. and Pentcheva R., Energetic stability and magnetic coupling in (Cr 1− x Fe x) 2 O 3: Evidence for a ferrimagnetic ilmenite-type superlattice from first principles, (2011), Physical Review B 83: 214424
Ruihua C., Borca C. N., Dowbena P. A., Stadler S., Idzerda Y. U., (2001), Potential phase control of chromium oxide thin films prepared by laser-initiated organometallic chemical vapor deposition, Applied Physics Letters 78(4), 521-528
Salah A. Makhlouf, Mohamed A. Kassem, M. A. AbdelRahimMakhlouf, (2009), Particle size-dependent electrical properties of nanocrystalline NiO, Journal of Materials Science 44:3438–3444