09

Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (3), 354–362

Synthesis of PbFe_2.4X_2.4Y_2.4Ga_2.4In_2.4O₁₉ high-entropy oxides with the magnetoplumbite structure

Olga V. Zaitseva – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0001-5888-3297
Evgeny A. Trofimov – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0001-8073-3244
Vladimir E. Zhivulin – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0002-4389-8936
Ahmad Ostovari Mogaddam – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0002-5316-3773
Olga V. Samoilova – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0002-9514-3201
Ksenia S. Litvinyuk – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0009-0002-4773-1372
Alena R. Zykova – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0001-6333-5551
Dmitry V. Mikhailov – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0003-2484-8076
Svetlana A. Gudkova – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0002-3028-947X
Denis A. Vinnik – South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; https://orcid.org/0000-0002-5190-9834
Corresponding author: Denis A. Vinnik, vinnikda@susu.ru

DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-3-354-362

ABSTRACT The purpose of this study is to obtain high-entropy oxides with the magnetoplumbite structure, in which the Pb cation is used as a divalent metal cation. The synthesis conditions were optimized, and a technique was developed to avoid the evaporation of lead oxide. For the first time, single-phase samples of high-entropy oxides with the magnetoplumbite structure were obtained, its chemical composition is reflected by the formula PbFe_2.4X_2.4Y_2.4Ga_2.4In_2.4O₁₉. The particle size of the high-entropy phase is about 100 nm, which makes it promising for a number of applications. The effect of preliminary grinding of the initial components on the results of synthesis was studied. A synthesis mechanism is proposed. The results pave the way to synthesis and study of the properties of a new large subgroup of high-entropy oxides with the magnetoplumbite structure, which expands the possibilities of controlling the properties of ceramic magnetic materials.

KEYWORDS high-entropy oxides, magnetoplumbite, lead, nanocrystals, structure, synthesis, magnetic materials

ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by the Russian Science Foundation (project No. 18-73-10049).

FOR CITATION Zaitseva O.V., Trofimov E.A., Zhivulin V.E., Ostovari Mogaddam A., Samoilova O.V., Litvinyuk K.S., Zykova A.R., Mikhailov D.V., Gudkova S.A., Vinnik D.A. Synthesis of PbFe_2.4X_2.4Y_2.4Ga_2.4In_2.4O₁₉
high-entropy oxides with the magnetoplumbite structure. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (3), 354–362.

Download

[In Russian] Ольга Владимировна Зайцева, Евгений Алексеевич Трофимов, Владимир Евгеньевич Живулин, Aхмад Остовари Могаддам, Ольга Владимировна Самойлова, Ксения Сергеевна Литвинюк, Алёна Романовна Зыкова, Дмитрий Вячеславович Михайлов, Светлана Александровна Гудкова, Денис Александрович Винник

Синтез высокоэнтропийных оксидов PbFe_2.4X_2.4Y_2.4Ga_2.4In_2.4O₁₉ со структурой магнетоплюмбита

АННОТАЦИЯ Цель данного исследования – получение образцов высокоэнтропийных оксидов со структурой магнетоплюмбита, в которых в качестве катиона двухвалентного металла используется катион Pb. Разработана методика, позволяющая избежать существенного испарения оксида свинца в процессе синтеза. Впервые получены практически однофазные образцы высокоэнтропийных оксидов со структурой магнетоплюмбита, состав которых отражает формула. Размер частиц в некоторых случаях составляет порядка 100 нм, что делает их перспективными для ряда приложений. Изучено влияние предварительного перемалывания исходных компонентов на результаты синтеза. Предложен механизм синтеза. Полученные результаты открывают путь к синтезу и исследованию свойств новой большой подгруппы высокоэнтропийных оксидов со структурой магнетоплюмбита, что расширяет возможности управления свойствами керамических магнитных материалов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА Высокоэнтропийные оксиды, Магнитоплюмбит, Свинец, Нанокристаллы, Структура, Синтез, Магнитные материалы