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  5. Hole‐doped high entropy ferrites: Structure and charge compensation mechanisms in (Gd₀.₂La₀.₂Nd₀.₂Sm₀.₂Y₀.₂)₁₋ₓCaₓFeO₃
 
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2023
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Hole‐doped high entropy ferrites: Structure and charge compensation mechanisms in (Gd₀.₂La₀.₂Nd₀.₂Sm₀.₂Y₀.₂)₁₋ₓCaₓFeO₃

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Hauptpublikation
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TUDa URI
tuda/10403
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-237378
DOI
10.26083/tuprints-00023737
Autor:innen
Eiselt, Luis
Kruk, Robert
Hahn, Horst ORCID 0000-0001-9901-3861
Sarkar, Abhishek ORCID 0000-0001-9444-8241
Kurzbeschreibung (Abstract)

High entropy oxides (HEOs) can be defined as single‐phase oxide solid solutions with five or more cations in near equiatomic proportion occupying a given cation sub‐lattice. The compositional flexibility while retaining the phase purity can be considered one of the major strengths of this materials class. Taking advantage of this aspect, here we explore the extent to which an aliovalent hole dopant can be incorporated into a perovskite‐HEO system. Nine systems, (Gd₀.₂La₀.₂Nd₀.₂Sm₀.₂Y₀.₂)₁₋ₓCaₓFeO₃, with varying amount of Ca content (x = 0–.5) are synthesized using nebulized spray pyrolysis. Single‐phase orthorhombic (Pbnm) structure can be retained up to 20% of Ca doping. Beyond 20% of Ca, a secondary rhombohedral (R‐3c) phase emerges. The ⁵⁷Fe Mössbauer spectra indicate that charge compensation occurs only via oxygen vacancy formation in the single‐phase systems containing up to 15% of Ca. In addition, partial transition from Fe³⁺ to Fe⁴⁺ occurs in the 20% Ca‐doped case. Room temperature Mössbauer spectroscopy further reflects the coexistence of multiple magnetic phases in crystallographic single‐phase (Gd₀.₂La₀.₂Nd₀.₂Sm₀.₂Y₀.₂)₁₋ₓCaₓFeO₃, which is supported by magnetometry measurements. These initial results show the potential of charge doping to tune structural–magneto–electronic properties in compositionally complex HEOs, warranting further research in this direction.

Freie Schlagworte

magnetic materials/pr...

mössbauer spectroscop...

perovskites

high entropy oxides

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Gemeinschaftslabor Nanomaterialien
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
International Journal of Applied Ceramic Technology
Startseite
213
Endseite
223
Jahrgang der Zeitschrift
20
Heftnummer der Zeitschrift
1
ISSN
1744-7402
Verlag
Wiley-Blackwell
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2023
Verlags-DOI
10.1111/ijac.14150
PPN
51196174X

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