Enhancement of ferromagnetic properties in In1.99Co0.01O3 by additional Cu doping

This paper reports room-temperature ferromagnetism in Co- and Cu-doped In2O3 samples synthesized by a solid-state reaction method. Structure and composition analyses revealed that Co and Cu were incorporated into the In2O3 lattices. Photoluminescence measurement revealed an additional emission at 520 urn from these doped samples. The magnetic measurement showed that additional Cu doping greatly enhanced the ferromagnetism of In1.99Co0.01O3 bulk samples. The implication of the effects of additional Cu doping is also discussed. (c) 2007 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Yb:Y2O2S的粉体制备和光谱性质

通过助熔剂固相反应法制备了5%Yb掺杂的硫氧化钇(Y2O2S)粉体。通过对其漫反射光谱和荧光光谱的测量，估算得Yb3+离子在Y2O2S晶格中的晶场分裂。由光谱数据计算得Yb3+离子的2F7/2能级在Y2O2S中的分裂值为709cm-1，适合于Yb3+离子的准三能级的激光运转。由5％Yb：Y2O2S的发射光谱拟合得出其峰位，峰高及峰宽。为了比较，相关的5％Yb：YAG的数据也被给出。

Espectroscopias de fotoluminescência, excitação e fotoacústica de amostras MgGa2O4: Ni2+ e GaNbO4-GaNb11O29-Ga2O3: Cr3+

Esta tese apresenta as espectroscopias de fotoluminescência, excitação e fotoacústica de amostras MgGa2O4 dopadas com 0,1%, 0,5% e 1,0% de Ni2+, obtidas pelo método de estado sólido e duas amostras distintas GaNbO4-GaNb11O29-Ga2O3 dopadas com 1,0% de Cr3+, uma sintetizada por reação de estado sólido e a outra pelo método de acetato. As amostras foram identificadas por Difração de Raios X e os dados foram refinados pelo método de Rietveld. A morfologia das amostras foi observada por Microscopia Eletrônica de Varredura. Os espectros ópticos das amostras apresentaram bandas de absorção e emissão do visível ao infravermelho próximo. As transições de energia foram analisadas com base na teoria de campo cristalino e os parâmetros de energia foram obtidos a partir de espectros de absorção e das matrizes de Tanabe-Sugano.

Propriedades ópticas do Mn2+ em sistemas Mg-Si-O

O objetivo deste trabalho foi investigar amostras do tipo MgSiO dopadas com 1,0% e 5,0% de Mn2+, obtidas em temperatura ambiente que luminesceram na faixa do vermelho. As amostras foram produzidas por reação de estado sólido sob alta temperatura e caracterizadas e pelo método de difração de raios X. Para análise das características físicas presentes na amostra após a dopagem, usamos a espectroscopia de fotoluminescência. Através da teoria do campo cristalino, dos espectros de luminescência e excitação e com a ajuda do diagrama e das matrizes de Tanabe-Sugano, foi possível identificar as luminescências, os níveis de energia excitados, os parâmetros de energia do campo cristalino, os parâmetros de Racah e a simetria do sítio ocupado por Mn2+.

Identificação da formação de titanato de bário a partir de mistura reacional calcinada em diferentes temperaturas via difração de raios X, espectroscopia fotoacústica e análise térmica

Os materiais ferroelétricos têm sido utilizados em muitas áreas da tecnologia e da ciência, pois possuem um grande número de aplicações, como: sensores; transdutores; capacitores; dispositivos ópticos; dentre outras. A busca por novos materiais cerâmicos ferroelétricos tem sido grande. Um dos materiais cerâmicos ferroelétricos mais estudados é o titanato de bário (BT). São vários os métodos de produção e caracterização do titanato de bário. Neste trabalho, pós cerâmicos de titanato de bário foram obtidos por reação do estado sólido a partir de misturas reacionais calcinadas em diferentes temperaturas entre 400C e 900C. Foram três as misturas reacionais: não dopadas; dopadas com 1%; e dopadas com 5% de dióxido de cério (CeO2). A identificação da formação do BT, nos pós cerâmicos produzidos, foi feita a partir de três técnicas de caracterização: difração de raios X (DRX); espectroscopia fotoacústica (PAS); e técnicas de análise térmica. Com a técnica DRX, difratogramas mostraram que a plena formação do titanato de bário ocorreu a partir da temperatura de calcinação de 700C. Para a amostra não dopada com cério e calcinada a 800C, houve deslocamento de todos os picos de difração. Nas amostras dopadas com dióxido de cério houve deslocamento de todos os picos de difração, em relação as amostras não dopadas. Observou-se também que nas amostras dopadas com 5% de CeO2, e calcinadas a 700C e 800C, resíduos de dióxido de cério foram observados nos difratogramas. Com a técnica PAS, espectros de absorção foram obtidos. Foi possível observar uma grande diferença de absorção da amostra calcinada a 600 e 630C, indicando a formação do titanato de bário a partir da temperatura de 630C, nas amostras sem a dopagem dióxido de cério. Houve um alargamento nas bandas de absorção a partir da temperatura de 600C, quando o dióxido de cério entrou na matriz. Foi também possível determinar as energias de band-gap das amostras utilizando o método de Tauc. Com as técnicas de análise térmica, em especial através da técnica termogravimétrica (TG/DTG), foi comprovado que até 400C não havia formação de titanato de bário. Visto que nesta temperatura de calcinação houve a maior perda de massa durante a rampa de aquecimento. O início da formação do titanato de bário foi observado a partir da temperatura de calcinação de 500C, assim como nas técnicas DRX e PAS. Portanto, com os resultados apresentados, foi demonstrada a identificação da formação do titanato de bário nas misturas reacionais calcinadas, com auxílio das potencialidades das três técnicas utilizadas.

Propriedades luminescentes do SrGa2O4 dopado com íons de Ni2+

O objetivo deste trabalho é a síntese e investigação estrutural e óptica de amostras SrGa2O4 dopados com 1% de íons Ni2+. Estas amostras foram sintetizados por reação do estado sólido convencional, utilizando como materiais de partida de alta pureza Ga2O3, SrCO3 e NiO em quantidades estequiométricas. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pelo método de difração de raios - X( XRD ) e as medições de difração mostraram que as amostras têm uma única fase monoclínica. Os padrões de XRD também foram refinados pelo método de Rietveld, que permitiu a determinação dos parâmetros de célula unitária. A Caracterização óptica das amostras puras e dopadas SrGa2O4 foram realizadas as medições a partir de fotoluminescência, de excitação e de absorção fotoacústica, à temperatura ambiente. Os espectros de emissão mostraram três bandas de emissão localizadas em 557 nm, 661 nm e 844 nm e foram identificadas essas bandas, respectivamente, com as seguintes transições eletrônicas :1T2 (1D) → 3A2 (3F), 3T1 (3F)→ 3A2 (3F) e 1T2 (1D) → 3T2 (3F). Os espectros de excitação mostraram seis bandas de absorção associadas às transições electrônicas do nível 3A2 (3F) para o 3T1 (3P) , T1 (3P), 1A1 (1G), 1T2 (1D), 3T1 (3F), 1E (1D) e 1T2, 1E (1G). Medidas de absorção fotoacústica também foram realizados com o fim de verificar as transições ópticas observadas nos espectros de excitação e de identificar novas bandas de absorção óptica. Os resultados demonstraram que os íons de Ni2+ ocupam dois locais octaédricos diferentes na amostra SrGa2O4 dopado. A partir das transições ópticas observadas nos espectros de excitação e fotoacústica, determinou-se o parâmetro de cristal de campo, dq, e parâmetros Racah, B e C. A proporção Dq / B ≈ 1.2 para ambos os locais são típicos para Ni2+ íons inseridos em redes de óxido e em coordenação octaédrica.

Propriedades fotoluminescentes e higroscopia do composto SrAl2O4 dopado com íons de Ni2+

Amostras foram preparadas pelo método de difusão a partir dos reagentes químicos SrCO3, Al2O3 e NiO em proporções estequiométricas. Medidas por difração de raios X mostraram que as amostras possuem uma única fase: SrAl2O4. Neste trabalho apresentamos imagens de microscopia eletrônica de varredura das amostras SrAl2O4 dopadas com 0,1%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+, medidas de fotoluminescência, excitação da fotoluminescência da amostra SrAl2O4 dopada com 1,0% de íons de Ni2+, medidas de absorção fotoacústica das amostras SrAl2O4 dopadas com 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+. Estas medidas foram realizadas a temperatura ambiente para investigar as transições eletrônicas dos íons divalente de níquel que entraram substitucionalmente nos sítios de Sr2+ da rede do SrAl2O4. Os resultados ópticos mostram a existência de três centros emissores de Ni2+. De acordo com a literatura, a estrutura do SrAl2O4 é composta de dois sítios octaédrico distintos de íons de Sr2+, o Sr12+ e o Sr22+, cujas distâncias médias Sr1 O e Sr2 O são, respectivamente, 2,800 Ǻ e 2,744 Ǻ. Visto que os íons de Ni2+ tendem a substituir os íons de Sr2+, devido ao fato de possuírem a mesma valência, é necessário considerar que uma parte dos íons de Ni2+ ocuparam os sítios dos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 para justificar a existência de um terceiro centro emissor de Ni2+ nesse composto. Uma novo sítio octaédrico para os íons de Ni2+ foi estimado a partir do valor da aresta do sítio tetraédrico ocupado pelos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 (considerando o raio iônico do Ni2+ como aproximadamente 40% maior do que o raio iônico do Al3+). As transições eletrônicas presentes nos espectros de excitação e absorção fotoacústica permitiram determinar os parâmetros de campo cristalino (Dq) e Racah (B e C) para os três sítios diferentes ocupados pelos íons de Ni2+ no SrAl2O4. Neste caso, os resultados mostraram que o sítio II dos íons de Ni2+ é associado à posição do Sr1 e possuem um parâmetro Dq menor e que o parâmetro Dq associado aos íons de Ni2+ que substituíram os íons de Sr no sitio I, o qual, por sua vez é associado à posição do Sr2. E, por fim, o sítio III que possui o menor parâmetro de campo cristalino Dq, portanto a maior distância íon ligante, é identificado como aquele relacionado ao rearranjo octaédrico local das antigas posições de Al3+. O caráter higroscópico do SrAl2O4:Ni2+ é observado a partir dos espectros de absorção fotoacústica e os modos de vibração de estiramento das ligações Ni OH e O H são identificadas nos espectros.

Magnetocaloric effect in nano- and polycrystalline manganite $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$

$La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ samples were prepared in nano- and polycrystalline forms by sol-gel and solid state reaction methods, respectively, and structurally characterized by synchrotron X-ray diffraction. The magnetic properties determined by ac susceptibility and dc magnetization measurements are discussed. The magnetocaloric effect in this nanocrystalline manganite is spread over a broader temperature interval than in the polycrystalline case. The relative cooling power of the poly- and nanocrystalline manganites is used to evaluate a possible application for magnetic cooling below room temperature.

Magnetocaloric effect in nano- and polycrystalline manganite La 0.7Ca0.3MnO3

La0.7Ca0.3MnO3 samples were prepared in nano- and polycrystalline forms by the sol-gel and solid state reaction methods, respectively, and structurally characterized by synchrotron X-ray diffraction. The magnetic properties determined by ac susceptibility and dc magnetization measurements are discussed. The magnetocaloric effect in this nanocrystalline manganite is spread over a broader temperature interval than in the polycrystalline case. The relative cooling power of the poly- and nanocrystalline manganites is used to evaluate a possible application for magnetic cooling below room temperature. © 2007 Springer-Verlag.

LiMn2-xTixO4 spinel-type compounds (x ≤ 1): Structural, electrical and magnetic properties

LiMn2-xTixO4 compounds with 0 ≤ x ≤ 1 were prepared by solid state reaction and Pechini technique. Powder X-ray diffraction showed that all samples crystallize with the spinel crystal structure (S.G. Fd3-m). The cubic unit-cell parameter increases with the Ti content. The influence of the Ti content and cationic distribution on the magnetic properties of the compounds was studied by measuring the temperature and magnetic field dependences of the magnetization: substitution by non-magnetic d0 Ti4+ ions appeared to weaken the magnetic interactions between the manganese ions. The electrical properties of LiMnTiO4 were studied by AC impedance spectroscopy and DC polarisation measurements, which revealed the electronic character of the conduction process. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Fishtail effects and improved critical current density in polycrystalline bulk MgB2 containing carbon nanotubes

Bulk, polycrystalline MgB2 samples containing 2.5 wt.% multi-walled carbon nanotubes (CNTs) have been prepared by conventional solid state reaction at 800 °C. The effect of Mg precursor powders composed of two different particle sizes on the critical current density (Jc) of the as-sintered samples has been investigated. An enhancement of Jc at high field has been observed in MgB2 samples containing CNTs prepared with fine Mg powders, whereas the values of Jc in the sample prepared using the coarser Mg powders was slightly decreased. These results contrast significantly with measurements on pure, undoped, MgB2 samples prepared from the same Mg precursor powders. They suggest that carbon substitution into the MgB2 lattice, which accounts for increased flux pinning, and therefore Jc, is more effective in precursor Mg powders with a larger surface area. Rather surprisingly, the so-called fishtail effect, observed typically in MgB2 single crystals and in the (RE)BCO family of high temperature superconductors (HTSs), was observed in both sets of CNT-containing polycrystalline samples as a result of lattice defects associated with C substitution. Significantly, analytical fits to the data for each sample suggest that the same flux pinning mechanism accounts for the fishtail effect in polycrystalline MgB2 and (RE)BCO. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dielectric relaxation and giant dielectric constant of Nb-doped CaCu3Ti4O12 ceramics under dc bias voltage

CaCu3Ti(4-x)Nb(x)O(12) (x = 0, 0.01, 0.08, 0.2) ceramics were fabricated by a conventional solid-state reaction method. The ceramics showed the body-centered cubic structure without any foreign phases and the grain size decreases with Nb doping. Two Debye-type relaxations were observed for the Nb-doped samples at low frequency and high frequency, respectively. The complex electric modulus analysis revealed that the surface layer, grains and grain boundaries contributed to the dielectric constant. The low-frequency dielectric constant relative to the surface layer decreased to a minimum and then increased with the dc bias voltage at 100 Hz, which were well explained in terms of a model containing two metal oxide semiconductors in series, confirming the surface layer in the ceramics. The shift voltage V-B corresponding to the minimal capacitance increased with increase of the composition x. (C) 2009 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Effect of fabrication conditions on I-V properties for ZnO varistor with high concentration additives by sol-gel technique

Polycrystalline nano-grain-boundary multi-doping ZnO-based nonlinear varistors with higher concentration additives have been fabricated by sol-gel and standard solid-state reaction method, of which the best sample has a very high threshold voltage of E-b = 3300 V/mm. The effect of sintering processes, sintering temperature and sintering time, and that of additive concentration of Bi2O3 on E-b of the samples are systematically investigated. The results show that the great merit of sol-gel method is its high threshold voltage obtained by a lower sintering temperature than the solid-state reaction method. The present work also shows that five phases including solid-state sintering, rich Bi liquid phase formation and ZnO as well as other additive dissolution, ZnO grain growth, the secondary phase sufficient formation and evolution have been experienced at different sintering temperatures. The hole type defect and nonhomogeneity of the microstructure will lead to the decrease of threshold voltage, i.e., the grain size and the homogeneity of the material will be important factors and directly affect the characteristic of the varistor. The sintering characteristic and the influence of Bi2O3 content on the threshold voltage are also discussed. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of doping lanthanide ions in YAG : Ce system on the spectral properties of Ce3+

(Y0.95Ln(0.01)Ce(0.04))(3)Al5O12 phosphors were synthesized by high-temperature solid state reaction under reducing atmosphere and the doping effects of lanthanide ions (Ln(3+)) on the luminescence properties of phosphors were studied. YAG: Ce, Ln spectra of excitation and emission show that the influence between Ce3+ and Ln(3+) can be divided into the following three types

Rectangular AgIn(WO4)(2) nanotubes: A promising photoelectric material

Rectangular AgIn(WO4)(2) nanotubes with a diameter range of 80 to 120 nm and length up to 2 mu m have been synthesized by a hydrothermal method. These nanotubes exhibit interesting white light emissions when using 320 nm as the excitation wavelength. A photocatalytic reaction for water decomposition to evolve K, was performed under UV irradiation, and the rate of H, evolution is nearly seven times that of the sample prepared by a solid-state reaction, which shows much higher photocatalytic activities compared with their bulk counterparts.