Mg 掺杂金红石相 TiO2 纳米颗粒中的 d0 铁磁性
材料科学
2020-11-30 v1
摘要
为了丰富氧化物材料中 d0 磁性的研究领域，我们着手研究 Mg 掺杂的 TiO2 化合物。通过固相反应法合成了 Ti1-xMgxO2（x=0、0.02、0.04 和 0.06）纳米颗粒。这些样品的 X 射线衍射（XRD）图谱表明其为单一相的四方金红石结构 TiO2。XRD 图谱的精修显示与纯 TiO2 相比，Mg 掺杂后结晶学晶格参数无变化，这表明 Mg2+ 离子未进入晶粒核心而形成核/壳结构。SEM 观察显示其具有 150-200 nm 范围内纳米级晶粒的均匀形貌。这些化合物的磁性测量表明，纯 TiO2 与 Ti0.98Mg0.02 化合物呈现顺磁性，Ti0.96Mg0.04 化合物呈现铁磁性（FM）相叠加于主导的顺磁相之上。然而，Ti0.94Mg0.06 化合物呈现铁磁到顺磁的转变，其 FM 转变温度为 180.2 K。零场与场冷磁化数据的测量表明 x=0.06 样品存在低温磁不可逆性，这归因于竞争的 AFM（核）与 FM（壳）相互作用。不同温度下的磁滞回线测量表明存在畴壁钉扎与交换偏置行为。
引用
@article{arxiv.2011.13718,
title = {d0 Ferromagnetism in Mg-doped Rutile TiO2 Nanoparticles},
author = {L. Chouhan and G. Bouzerar and S. K. Srivastava},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13718},
year = {2020}
}
备注
14 pages