Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
An effect of scandium substitution on the phase purity and structural, magnetic, and electrochemical features of epsilon-Fe2O3 nanoparticle systems

ČlánekOmezený přístuppeer-reviewedpublished
dc.contributor.authorPolaskova, Michaela
dc.contributor.authorMalina, Ondrej
dc.contributor.authorTuček, Jiří
dc.contributor.authorJakubec, Petr
dc.date.accessioned2023-07-12T13:18:20Z
dc.date.available2023-07-12T13:18:20Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractA series of Sc-substituted epsilon-Fe2O3 nanoparticles embedded in a silica matrix were synthesized by a sol-gel process. It was found that the preparation of a pure epsilon-Fe2O3 phase without any other iron(iii) oxide phases as admixtures was achieved for epsilon-Sc0.1Fe1.9O3 (5 at% of Sc) as documented by analyses of X-ray powder diffraction (XRD) results. Extensive physicochemical characterization of the epsilon-Sc0.1Fe1.9O3 sample was performed employing transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), magnetization measurements, Fe-57 Mossbauer spectroscopy, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Magnetization vs. temperature plots showed vanishing of the two-step magnetic transition for the Sc-doped epsilon-Fe2O3 sample; a decrease in the magnetization profile was observed only once upon the change in the temperature. The Sc3+ substitution was found to cause a constriction of the magnetic transition region and a shift of the onset of the magnetic transition to a higher temperature in comparison with the undoped epsilon-Fe2O3 system. Moreover, upon the introduction of Sc3+ ions in the epsilon-Fe2O3 crystal lattice, a magnetic hardness was altered accompanied by a decrease in the coercivity. With Fe-57 Mossbauer spectroscopy, it was identified that Sc3+ predominantly substitutes Fe3+ in the distorted octahedral A- and B-sites and with almost equivalent occupation probability at both positions. Moreover, the electrochemical measurements confirmed the increase in the resistivity in the Sc-doped epsilon-Fe2O3 systems. Thus, the results, achieved within the present study, demonstrated an effect of Sc3+ substitution on the preparation purity of epsilon-Fe2O3 systems without the presence of any other iron(iii) oxide admixtures and on the change in its magnetic and electrochemical features, proving their feasible tuning with respect to the requirements of potential future applications.eng
dc.description.abstract-translatedSérie Sc-substituovaných epsilon-Fe2O3 nanočástic uložených v silikátové matrici byla syntetizována procesem sol-gel. Bylo zjištěno, že příprava čisté epsilon-Fe2O3 fáze bez jakýchkoliv dalších oxidových fází železa(iii) jako příměsí byla dosažena pro epsilon-Sc0.1Fe1.9O3 (5 at% Sc), jak dokládají analýzy rentgenového prášku výsledky difrakce (XRD). Rozsáhlá fyzikálně-chemická charakterizace vzorku epsilon-Sc0.1Fe1.9O3 byla provedena pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM), transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM), magnetizačních měření, Fe-57 Mossbauerovy spektroskopie a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). Grafy magnetizace vs. teplota ukázaly mizení dvoukrokového magnetického přechodu pro vzorek epsilon-Fe2O3 dopovaný Sc; pokles magnetizačního profilu byl pozorován pouze jednou při změně teploty. Bylo zjištěno, že substituce Sc3+ způsobuje zúžení oblasti magnetického přechodu a posun počátku magnetického přechodu k vyšší teplotě ve srovnání s nedopovaným systémem epsilon-Fe2O3. Navíc po zavedení iontů Sc3+ do krystalové mřížky epsilon-Fe2O3 došlo ke změně magnetické tvrdosti doprovázené poklesem koercivity. Pomocí Mossbauerovy spektroskopie Fe-57 bylo identifikováno, že Sc3+ převážně substituuje Fe3+ v deformovaných oktaedrických A- a B-místech as téměř ekvivalentní pravděpodobností obsazení na obou pozicích. Kromě toho elektrochemická měření potvrdila zvýšení měrného odporu v systémech epsilon-Fe2O3 dotovaných Sc. Výsledky dosažené v rámci této studie tedy prokázaly vliv substituce Sc3+ na čistotu přípravy systémů epsilon-Fe2O3 bez přítomnosti jakýchkoli dalších příměsí oxidu železitého a na změnu jeho magnetických a elektrochemických vlastností, což dokazuje jejich proveditelné vyladění s ohledem na požadavky potenciálních budoucích aplikací.cze
dc.formatp. 5501-5513eng
dc.identifier.doi10.1039/d2nr00392a
dc.identifier.issn2040-3364
dc.identifier.obd39888091
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/81275
dc.identifier.wos000773593500001
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.publicationstatuspublishedeng
dc.publisherRoyal Society of Chemistryeng
dc.relation.ispartofNanoscale, volume 14, issue: 14eng
dc.relation.publisherversionhttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/nr/d2nr00392a
dc.rightspouze v rámci univerzitycze
dc.subjectscandiumeng
dc.subjectsubstitutioneng
dc.subjectphaseeng
dc.subjectstructural, magnetic and electrochemicaleng
dc.subjectfeatureseng
dc.subjectepsilon-Fe2O3eng
dc.subjectnanoparticleeng
dc.subjectsystemseng
dc.subjectskandiumcze
dc.subjectsubstitucecze
dc.subjectfázecze
dc.subjectstrukturní, magnetické a elektrochemické vlastnosticze
dc.subjectnanočásticový systémcze
dc.subjectepsilon-Fe2O3cze
dc.titleAn effect of scandium substitution on the phase purity and structural, magnetic, and electrochemical features of epsilon-Fe2O3 nanoparticle systemseng
dc.title.alternativeVliv skandiové substituce na fázovou čistotu a strukturní, magnetické a elektrochemické vlastnosti nanočásticových systémů epsilon-Fe2O3cze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
d2nr00392a.pdf
Velikost:
4.46 MB
Formát:
Adobe Portable Document Format