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yttrium-iron garnet and yttrium orthoferrite nanocrystals:Hydrothermal synthesis, magnetic property and phase transformation study

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Journal of Rare Earths 2018年第12期36卷 1292-1298页

作者： Mohammadreza Mansournia Mahsa Orae Department of Inorganic Chemistry Faculty of Chemistry University of Kashan

In this work,we present a new and fast method to obtain the single phase YFeO(YIG,cubic) and YFeO(YIP, orthorhombic) nanocrystals based on hydrothermal technique. The influence of initial Y/Fe mole ratio and calcination temperature on the nature, purity, phase structure, and morphology of the product was investigated by X-ray diffraction(XRD), Fourier-transform infrared(FT-IR) spectroscopy,energy-dispersive(EDX) X-ray spectroscopy, and field emission scanning electron microscopy(FESEM).The results show that the transformation of the as-synthesized YIG from amorphous to orthorhombic and finally to cubic phase occurs with the increase of annealing temperature. On this basis, the pure cubic phase YIG can be obtained by calcination(at 1100℃) of the precursor which is prepared using the hydrothermal treatment of mole ratio of Y:Fe = 1:1.5 exposure to an ammonia atmosphere. Also, the initial Y/Fe mole ratio of 1:1 and calcination temperature of 1000 ℃ are the optimal conditions to form single-phase nanocrystalline YIP. Further, vibrating sample magnetometry(VSM) measurements illustrate the average magnetic saturation, coercivity and remanence of 2.73 and 15.00 emu/g, 42.74 and40.02 Oe, and 1.65 and 4.30 emu/g for YIP and YIG nanocrystals, revealing their soft ferromagnetic character.

关键词： yttrium-iron garnet yttrium orthoferrite Ammonia atmosphere Nanoparticles Magnetic materials Phase transformation

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