Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.21883/JTF.2023.08.55980.110-23
Ключевые слова: vacuum arc, oxides, nanoparticles, Magnetodielectric effect, вакуумная дуга, оксиды, наночастицы, магнитодиэлектрический эффект
Аннотация: Наночастицы CuO, полученные в плазме дугового разряда низкого давления с последующим отжигом в атмосфере кислорода при 500oC, были исследованы методом рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружено формирование наночастиц неправильной формы в диапазоне размеров 5-30 nm. Уточнение Ритвельда подтвердило образование моноклинной фазы CuO со средним размером кристаллитов ~21 nm. Исследованы температурные зависимости намагниченности и диэлектрической проницаемости наночастиц CuO. Они показывают антиферромагнитное поведение с температурой Нееля 230 K и частотно-зависимое дисперсионное поведение в диапазоне температур 100-200 K при индукции внешнего магнитного поля 0-1.3 T. Проанализирован механизм диэлектрической релаксации и обнаружено, что он следует аррениусовскому поведению. Показано, что прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка более точно описывает транспорт заряда в наночастицах CuO. Магнитодиэлектрический отклик порядка 2.5 наблюдался на частоте 12 kHz при температуре 150 K в магнитном поле 1.3 T. CuO nanoparticles obtained in a low-pressure arc discharge plasma followed by annealing in an oxygen atmosphere at 500°C were studied by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The formation of irregularly shaped nanoparticles in the size range of 5-30 nm was found. The Rietveld refinement confirmed the formation of a monoclinic CuO phase with an average crystallite size of ~21 nm. The temperature dependences of the magnetization and permittivity of CuO nanoparticles have been studied. They show antiferromagnetic behavior with a Neel temperature of 230 K and frequency-dependent dispersion behavior in the temperature range of 100-200 K at an external magnetic field induction of 0-1.3 T. The dielectric relaxation mechanism is analyzed and found to follow the Arrhenius behavior. It is shown that hopping conductivity with a variable hop length more accurately describes charge transport in CuO nanoparticles. A magnetodielectric response of about 2.5 was observed at a frequency of 12 kHz at a temperature of 150 K in a magnetic field of 1.3 T.
Журнал: Журнал технической физики
Выпуск журнала: Т. 93, № 8
Номера страниц: 1173-1180
ISSN журнала: 00444642
Место издания: Санкт-Петербург
Издатель: Российская академия наук, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН