co y fe dopados con sno2 por ce co dopado y sus propiedades eléctricas y magnéticas

7/25/2019 Co y Fe Dopados Con SnO2 Por Ce Co Dopado y Sus Propiedades Elctricas y Magnticas

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Co y Fe dopados con SnO2 por Ce co dopado y sus

propiedades elctricas y magnticas

En el presente trabajo, el auto ensamblaje de Co2 + y Fe3 + dopado nanopartculas de SnO2 (Co y

Fe = 5% en moles de cada uno en nano!ar"llas por la co#dopaje de "ones CE3 ($ mol% se estud"a

&as nano !ar"llas son preparadas por una ruta 'um"ca usando alcool pol"!"nl"co como sur)actante

con el Sn*Co**5Ce**$O2 compos"c"-n (SCC 5$ y Sn*Fe**5Ce**$O2 (SFC5$

&a d")racc"-n de rayos . (./0, m"croscopa electr-n"ca de transm"s"-n (1E, las med"c"ones

man4t"cas y el4ctr"cas se ut"l"an para caracter"ar estos nano!ar"llas El patr-n de d")racc"-n de

rayos . muestra el rut"lo tetraonal y de naturalea pol" cr"stal"no de nano!ar"llas SnO2 'ue

tamb"4n es con)"rmado por 1E &a e6pos"c"-n de "m7enes de 1E 'ue el d"7metro de SCC 5$

nano!ar"llas esta en el "nter!alo del 5#2* nm, lon"tud de **#2** nm 8 m"entras 'ue para la

muestra de SFC 5$, 8 5 a 5 nm de d"7metro y la lon"tud de 5*#** 8 nm En nuestro trabajo

anter"or, se an )abr"cado Co y Fe (3 y 5% en moles de cada uno dopado con nanopartculas de

SnO2 'ue presentaban alta )erromanet"smo Se obser!a 'ue en Ce3 + co#dopaje, las nanopartculas

se juntaron en la barra como las estructuras y los !alores de manet"ac"-n de saturac"-n y lasprop"edades d"el4ctr"cas an mejorado a9n m7s :s, la naturalea y la concentrac"-n de dopantes se

encuentran para juar un papel cruc"al en la s"ntona de las prop"edades mor)oloa, man4t"cas y

el4ctr"cas de nanoestructuras

&os !alores de manet"ac"-n de saturac"on (s son ,$ y *,$ emu ; y campo coerc"t"!o son

2 y $2 Oe, en SCC 5$ y SFC 5$ muestras, respect"!amente, a temperatura amb"ente &a !ar"ac"-n

en el comportam"ento d"el4ctr"co se atr"buye deb"do a la polar"ac"-n de la "nter)a S"n embaro, en

r4"men de )recuenc"a m7s baja, la tendenc"a decrec"ente de la perm"t"!"dad d"el4ctr"ca con una

)recuenc"a crec"ente se e6pl"ca por la teora de a6oops ?, m"entras 'ue,

en la re"-n de )recuenc"a m7s alta, el comportam"ento de resonanc"a se obser!a deb"do al e)ecto de

tama@o nano

AB1/O0CCAOB

El )erromanet"smo de los sem"conductores man4t"cos d"lu"dos (SD0 produc"dos se "ncrementa

s"n")"cat"!amente deb"do a sus potenc"ales apl"cac"ones tecnol-"cas en el campo de la

esp"ntr-n"ca, nanoelectr-n"ca, nano)ot-n"ca, manetoelectr-n"ca y d"spos"t"!os de m"croondas #$

En la b9s'ueda de este t"po de mater"ales con alto )erromanet"smo temperaturas de Cur"e junto con

prop"edades prec"sas de sp"n controlables, SD0 a base de -6"do breca de banda ampl"a como

1"O2, GnO, SnO2, y H)O2 dopados con metal de trans"c"-n (1 "ones (Co, n, B", Fe, Cr, etc

an atrado una atenc"-n cons"derable 'ue resulta de ran sp#d "nteracc"-n de "ntercamb"o entre los

"ones man4t"cos y los electrones de la banda

Entre estos -6"dos, SnO2 es un "mportante

sem"conductor de t"po n con el mater"al de ampl"a breca ener4t"ca (E = 3,I2 eJ a 3** > ypresenta prop"edades espec"ales, tales como la transparenc"a o la notable 'um"ca y estab"l"dades

t4rm"cas, con apl"cac"ones d"rectas para )otodetectores, catal"adores para la o6"dac"-n y la

"droenac"-n, c4lulas solares, sem"conductores sensores de as, pantallas de cr"stal l'u"do,

re!est"m"entos de protecc"-n, etc 5 ucas obras "n)ormaron prop"edades )erroman4t"cas de

SnO2 pelculas y nanopartculas )"nas 1 dopado Oale et al I "n)orm- )erromanet"smo a

temperatura amb"ente en pulsos l7ser SnO2 depos"tadoK Co (5 y el 2L% de pelculas deladas


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7s rec"entemente, F"terald et al L encontrado )erromanet"smo en Co#SnO2 dopados pelculas

deladas para los conten"dos de Co 'ue !an desde *, a 5% Mor otro lado )erromanet"smo en

Sn*5Fe**5O2 de cer7m"ca con momento man4t"co de *,5 N ; Fe, apro6"madamente el P5%

del "erro estar en un alto espn man4t"camente ordenada Fe3 + y la temperatura Cur"e

de alrededor de 3I* > )ueron reportados por F"terald et al P En Mor otro lado, Munnoose et al

reportaron una paraman4t"co comportam"ento en la muestra de pol!o s"ntet"ado 'um"camenteSn*5Fe**5O2 preparado anter"ormente I**o C y :d"Qar" et al * obser!- un comportam"ento

ant")erroman4t"co de 5% Fedoped SnO2 nanopartculas s"ntet"- por un coprec"p"tac"-n 'um"ca

m4todo En eneral, el or"en de )erromanet"smo en 1 dopado con s"stema SnO2 es

contro!ers"al y m7s Se re'u"eren "n!est"ac"ones detalladas

El tama@o nano m4tr"co t"ene ran "n)luenc"a en el rend"m"ento de !ar"os s"stemas de mater"ales y

puede a)ectar d"!ersas prop"edades )s"cas no s-lo el an)"tr"-n los sem"conductores, s"no tamb"4n de

los mater"ales der"!ados de 0S de ellos Mor ejemplo, cuando el tama@o de los cr"stal"tos de

alunas de los mater"ales de 0S se reduce asta por debajo de 3* nm, 'ue son encontrado

e6"ben mejores prop"edades )erroman4t"cas cuando en comparac"-n con los 'ue t"enen partculas

m"crocr"stal"nas (R ** nm :parte de esto, 0S -6"do nanocr"stal"na mater"ales pueden ser

e6plotados para una !ar"edad de apl"cac"ones tales como d"spos"t"!os de esp"ntr-n"ca, apl"cac"ones

b"om4d"cas, d"spos"t"!os de almacenam"ento man4t"co, )erro)lu"dos, etc Mor lo tanto, es

"mportante estud"ar la "n)luenc"a de nano tama@o m4tr"co en d"!ersas prop"edades )s"cas del o6"do

basado en sem"conductores man4t"cos d"lu"dos Entre los mater"ales a base de -6"do de 0S,

SnO2 e6"be un comportam"ento notable deb"do !acantes de o6eno nat"!a , alta dens"dad de

portadores y la transparenc"a, estab"l"dad t4rm"cas y alta 'um"cas

:lunos estud"os 5,P,* en nanocr"stal"na Co y Fe dopado Mol!os de SnO2 con resultados

contrad"ctor"os sobre todo en la e6"stenc"a de )erromanet"smo temperatura amb"ente )uera

reportado En !"sta de esto, es e!"dente 'ue la apl"cac"-n de las cond"c"ones de crec"m"ento

aprop"adas seran un )actor cruc"al en para obtener el )erromanet"smo temperatura amb"ente

Mor otra parte, mucos trabajos de "n!est"ac"-n se an reportado en prop"edades d"el4ctr"cas de

SnO2 dopado con metal de trans"c"-n El mecan"smo de conducc"-n en SnO2 se an estud"ado a

)ondo por Oa


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m"croestructura en los m"croscop"os electr-n"cos de transm"s"-n (1E de H"tac" H#L5** &as

med"c"ones man4t"cas se real"aron a temperatura amb"ente usando un !"brator"o manet-metro

(JS#L35 y las med"c"ones el4ctr"cas se real"aron a temperatura amb"ente usando un anal"ador

de "mpedanc"a ($2** sem"conductor un"dad de car7cter, -dulo de CJ Mara las med"c"ones

el4ctr"cas, el recoc"do en pol!o se prens- en pellets de *,5 mm de espesor por 8 m4todo de prensado

en )ro "sot7ct"co con una pres"-n de 5 bar durante 5 m"n y lueo s"nter"ado

/ES&1:0OS 0ASCSAOB

F" muestra los patrones de d")racc"-n de rayos . de SCC5$ y SFC5$ nano!ar"llas se recoc"eron

a L**TC ; 2 1odos los p"cos de d")racc"-n puede ser b"en "nde6ados a la estructura de rut"lo

tetraonal de SnO2 padre, 'ue pertenecen al rupo espac"al M$2 de ; mnm y muestra 'ue el dopaje

con Co, Fe y co#dopaje con Ce, se obser!a un patr-n s"m"lar, s"n n"n9n p"co e6tra de d")racc"-n de

Co, Fe, Ce u otras "mpureas

&a mor)oloa de la super)"c"e por las "m7enes 1E de SCC 5$ y SFC 5$ nano!ar"llas se "lustra

en la F" 2 Se muestra el cr"stal"to y el comportam"ento nano de cada esp4c"men &os d"7metro de

las nano!ar"llas SCC5$ se encuentra en el "nter!alo del 5#2* nm y la lon"tud de de 5*#2** nm,

m"entras 'ue cons"sten de SFC5$ dos mor)oloas, nanoes)eras y nano!ar"llas (promed"o detama@ode ranos nmU nano!ar"llas de d"7metro es 5#5 nm y lon"tud de 5*#** nm n

mecan"smo propuesto de crec"m"ento co#dopado de nano!ar"llas SnO2 cer"o pueden e6pl"carse en

t4rm"nos de las reacc"ones 'um"cas y el crec"m"ento de cr"stales 0esde el punto de !"sta de

cr"stal"ac"-n, la sntes"s de un -6"do durante una reacc"-n soluc"-n acuosa se espera 'ue

e6per"mente proceso de nucleac"-n#crec"m"ento 5


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F" 3 muestra el )erromanet"smo temperatura amb"ente de ambos especmenes SCC5$ y SFC5$

&os !alores de manet"ac"-n saturado (s son ,$ y *,$ emu ; y campo coerc"t"!o son 2 y

$2 Oe, respect"!amente, obser!ada en SCC 5$ y SFC 5$ spec"mens1e "nserc"-n de la )"ura 3

muestra la !ar"ac"-n de la constante d"el4ctr"ca (V y p4rd"da (tanW con )recuenc"a a la temperatura

amb"ente El V d"sm"nuye r7p"damente en r4"men de )recuenc"a m7s baja deb"do a la contr"buc"-n

de cara espac"al S"n embaro, en el rano de )recuenc"as de ** QH # L H en SCC5$ y de **

QH # H en SFC5$, muestra la respuesta d"el4ctr"ca d"spers"onless n camb"o r7p"do en V con

mayor )recuenc"a se produce deb"do al e)ecto de resonanc"a En H, los !alores de V son 3 y 2P,

respect"!amente, para los especmenes SCC5$ y SFC5$

Como se muestra en la F" 3, el comportam"ento d"el4ctr"co obser!ada es depend"ente de la

)recuenc"a, 'ue tamb"4n se puede e6pl"car sobre la base del modelo de a6


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1anente de p4rd"das o )actor de p4rd"da (tanW representa la d"s"pac"-n de enera en el s"stema

d"el4ctr"co El )actor de p4rd"da de SCC5$ y SFC5$ nanoestructuras d"sm"nuye en el rano de)recuenc"a asta * QH (F" 3 recuadro y aumenta en las )recuenc"as por enc"ma de * QH, y

alcana los !alores m76"mos a una )recuenc"a de * H Se9n el modelo de >oops ?$, la

d"sm"nuc"-n de la tanW se e6pl"ca por el eco de 'ue a )recuenc"as m7s bajas, donde la res"st"!"dad

es alta y el e)ecto del lm"te de rano es dom"nante, se re'u"ere por lo tanto m7s enera para el

"ntercamb"o de electrones entre el metal "ones y "ones dopantes s"tuados en los lm"tes de rano, es

dec"r, la p4rd"da de enera (tanW es alta, m"entras 'ue, a altas )recuenc"as, la res"st"!"dad es

comparat"!amente m7s bajos y los ranos m"smos juean un papel dom"nante, se re'u"ere por lo

tanto muy pe'ue@a cant"dad de enera para el salto de electrones entre el "ones s"tuados en un

rano, y por lo tanto, tanW es tamb"4n pe'ue@a Se obser!a el !alor m76"mo de la tanente de

p4rd"das cuando salto de )recuenc"a corresponde a la )recuenc"a del campo e6terno

COBC&SAOBES

SCC 5$ y SFC 5$ nano!ar"llas se preparan con 46"to por Ce co#dopaje en Sn*5Co**5O2 y

compos"c"-n Sn*5Fe**5O2 por el m4todo sol#el Matrones de ./0 muestran la )ase de rut"lo

tetraonal de estos nano!ar"llas &a med"c"ones 1E e6posen 'ue el d"7metro de nano!ar"llas

SCC5$ se encuentra en el "nter!alo del 5#2* nm y la lon"tud de 5*#2** nm y nano!ar"llas

SFC5$ de d"7metro es de 5#5 nm y la lon"tud de 5*#** nm a6


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p4rd"da tanente se e6pl"ca por el modelo de >oops ? &os !alores de la Sra son ,$ y *,$ emu ;

y campo coerc"t"!o son 2 y $2 Oe, por especmenes respect"!amente SCC5$ y SFC5$

co y fe dopados con sno2 por ce co dopado y sus propiedades eléctricas y magnéticas

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