ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО ФЕРРИТА, ЛЕГИРОВАННОГО ВАНАДИЕМ La0.5Sr0.5Fe1–yVyO3–z (0 ≤ y ≤ 0.15, 0.05 ≤ z ≤ 0.35)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом когерентного потенциала изучены изменения электронного спектра и спинового магнитного момента на 3d-оболочке ионов железа и ванадия в кубических твердых растворах La0.5Sr0.5Fe1–yVyO3–z, где 0 ≤ y ≤ 0.15, 0.05 < z ≤ 0.35 в зависимости от состава. Вычисленные концентрационные зависимости электронных и магнитных свойств нестехиометрических ферритов La0.5Sr0.5FeO3-z иLa0.5Sr0.5Fe1–yVyO3–z хорошо коррелируют с экспериментальными данными. Показано, что фазы La0.5Sr0.5Fe0.85V0.15O2.95÷2.65 с редокс-переходами Fe4+/Fe3+, Fe3+/Fe2+, V4+/V3+ и V3+/V2+ в энергетическом интервале Δ ≈ 1.15 эВ представляют интерес для устройств хранения энергии.

Об авторах

Вероника Маратовна Зайнуллина

Институт химии твердого тела УрО РАН;
Институт физики металлов имени УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: veronika@ihim.uran.ru

к.ф.-м.н., в.н.с.

Россия, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург, 620077; ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Kozhevnikov V.L., Leonidov I.A., Patrakeev M.V., Markov A.A., Blinovskov Y.N. Evaluation of La0.5Sr0.5FeO3-δ membrane reactors for partial oxidation of methane // J. Solid State Electrochem. 2009. V. 13. P. 391–395.
  2. Pan B., Miao H., Liu F., Wu M., Yuan J. Optimizing La1-xSrxFeO3-δ electrodes for symmetrical reversible solid oxide cells // Int. J. Hydrog. Energy. 2023. V. 48. P. 11045–11057.
  3. Tang Y., Chiabrera F., Morata A., Cavallaro A., Liedke M.O., Avireddy H., Maller M., Butterling M., Wagner A., Stchakovsky M. Ion intercalation in lanthanum strontium ferrite for aqueous electrochemical energy storage devices // ACS Appl. Materials Interfaces. 2022. V. 14. P. 18486–18497.
  4. Itoh T., Idemoto Y., Imai H. Local structure change around Co and Fe ions in (La0.6Sr0.4)(Co0.2Fe0.8)O3-δ as revealed by in-sity X–ray absorption spectroscopy and first-principles calculation // J. Solid Stae. Chem. 2018. V. 253. P. 702–711.
  5. Зайнуллина В.М., Коротин М.А., Владимирова Е.В., Тютюнник А.П., Коряков А.Д., Перевер-зев Д.И. Электронные и магнитные свойства сильно нестехиометрических твердых растворов Sr1-xLax-yFe1-zCozO3-δ для электрода псевдокон-денсатора // Письма в ЖЭТФ. 2025. Т. 122. № 5. C. 290–298.
  6. Lebon A., Adler P., Bernhard C., Boris A.V., Pimenov A.V., Maljuk A., Lin C.T., Ulrich C., and Keimer B. Magnetism, charge order, and giant magnetoresistance in SrFeO3-δ single crystals //Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. No. 3. P. 037202-4.
  7. Patrakeev M.V., Leonidov I.A., Kozhevnikov V.L., Poeppelmeier K.R. p-Type electron transport in La1-xSrxFeO3-δ at high temperatures // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. P. 921–927.
  8. Pidburtnyi M., Zanca B., Coppex C., Jimenez-Ville-gas S., Thangadurai V. A Review on Perovskite-Type LaFeO3 Based Electrodes for CO2 Reduction in Solid Oxide Electrolysis Cell: Current Understanding of Structure-Functional Property Relationships // Chem. Mater. 2021. V. 33. P. 4249–4268.
  9. Ivanov A.I., Nikitin S.S., Dyakina M.S., Tsipis E.V., Patrakeev M.V., Agarkov D.A., Zverkova I.I., Zhigachev A.O., Kedrov V.V., Kharton V.V. Oxygen Nonstoichiometry, Electrical Conductivity, Chemical Expansion and Electrod Properties of Perovskite-Type SrFe0.9V0.1O3-δ // Materials. 2025. V. 18. P. 493–22.
  10. Zhou Y., Zhou Zh., Song Y., Zhang X., Guan F., Lv H., Liu Q., Miao S., Wang G., Bao X. Enhancing CO2 electrolysis performance with vanadium-doped perovskite cathode in solid oxide electrolysis cell // Nano Energy. 2018. V. 50. P. 43–51.
  11. Li Z., Zhang W., Yuan Ch., Su Y. Controlled synthesis of perovskite lanthanum ferrite nanotubes with excellent electrochemical properties // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 12931–12937.
  12. Ahangari M., Mostafaei J., Sayyah A., Mahmoudi E., Asghari E., Coruh A., Delibas N., Niaei A. Investigation of structural and electrochemical properties of SrFexCo1-xO3-δ perovskite oxides as a supercapacitor electrode material // J. Energy Storage. 2023. V. 63. P. 107034–10.
  13. Сараванакумар Б., Пурушотаман К.К., Мумалидхаран Г. V2O5 с чешуйчатой структурой: морфология, схема образования и свойства суперконденсатора // Электрохимия. 2019. Т. 55. № 2. С. 171–181.
  14. Anas M., Jain A., Gupta M., Sagdeo A., Yusuf S.M., Maitra T., Malik V.K. Structural and magnetic properties of LaVO3 — Absence of anomalous diamagnetism // Ceramics International. 2023. V. 49. P. 9672–9680.
  15. Saha R., Samantaray K.S., Maneesha P., Baral S.Ch., Sarangi S.N., Urcude R., Ghosh B., Mittal R., Gupta M.K., Mekki A., Harrabi Kh., Sen S. Effect of V5+/V4+ substitution on structural and magnetic orderings of SrFeO3-δ // Ceramics International. 2025. V. 51. P. 39855–39865.
  16. Коротин М.А., Скориков Н.А., Зайнуллина В.М., Курмаев Э.З., Лукоянов А.В., Анисимов В.И. Электронная структура нестехиометрических соединений в приближении когерентного потенциала // Письма в ЖЭТФ. 2011. V. 94. № 11. C. 884–889.
  17. Korotin M.A., Skorikov N.A., Anokhin A.O. Electronic structure and magnetic properties of low-dimensional nonstoichiometric rutile // Physica B. 2017. V. 526. P. 14–20.
  18. Andersen O.K., Jepsen O. Explicit, first-principles tight-binding theory // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53. P. 2571–2574.
  19. Anisimov V.I., Kondakov D.E., Kozhevnikov A.V., Nekrasov I.A., Pchelkina Z.V., Allen J.W., Mo S.-K., Kim H.-D., Metcalf P., Suga S., Sekiyama A., Kim H.-D., Metcalf P., Suga S., Sekiyama A., Keller G., Leonov I., Ren X., Vollhardt D. Full orbital calculation scheme for materials with strongly correlated electrons // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 125119–16.
  20. Zhou X.-D., Cai Q., Yang J., Kim M., Yelon W.B., James W.J., Shin Y.-W., Scarfino B.J., Anderson H.U. Coupled electrical and magnetic properties in (La,Sr)FeO3-δ // J. Appl. Phys. 2005. V. 97. P. 10C314–3.
  21. Korotin M.A., Pchelkina Z.V., Skorikov N.A., Kurmaev E.Z., Anisimov V.I. The coherent potential approximation for strongly correlated systems: electronic structure and magnetic properties of NiO–ZnO solid solutions // J. Phys.: Condens. Matter. 2014. V. 26. P. 115501–6.
  22. Zainullina V.M., Korotin M.A., Kozhevnikov V.L. Electronic structure of SrFe1-x(Mn,Co)xO3-δ:ACPA case study // J. Alloy. Compd. 2024. V. 971. P. 172660–8.
  23. Коротин М.А., Скориков Н.А., Анисимов В.И. Изменение орбитальной симметрии локализованного 3d1-электрона иона V4+ при переходе металл-изолятор в VO2 // ФММ. 2002. Т. 94. № 1. С. 22–29.
  24. Wadati H., Kobayashi D., Kumigashira H., Okazaki K., Mizokawa T., Fujimori A., Horiba K., Oshima M., Hamada N., Lippmaa M., Kawasaki M., and Koinuma H. Hole-doping-induced changes in the electronic structure of La1-xSrxFeO3: Soft x-ray photoemission and absorption study of epitaxial thin films // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 035108–7.
  25. Scafetta M.D. A thesis. Drexel University, PA. 2015.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).