Síntese de ferritas de cobalto dopadas com nióbio e o controle das propriedades ópticas e magnéticas - Mariosi, Fabrício Ravanello (2024)
Neste trabalho, o efeito da concentração de pentacloreto de nióbio (NbCl5) e a influência do íon nióbio pentavalente na estrutura e propriedades ópticas de ferritas de cobalto foram estudados pela primeira vez. O método sol-gel foi aplicado para sintetizar o xerogel com um tratamento térmico de 550 °C por 2.5 horas para obter a nanopartícula. A difração de raios X mostrou a fase espinélio esperada em todas as amostras. Assim, foi possível observar um deslocamento na reflexão principal (311) e uma mudança no parâmetro de rede conforme o teor de nióbio aumentava. O tamanho do cristalito variou entre aproximadamente 18 e 34 nm. Os espectros Raman mostraram modos vibracionais típicos de ferrita de cobalto sem indicação de modos de fase secundária e variação nas bandas A1g(2) e T2g(1) relacionadas aos sítios octaédrico e tetraédrico, respectivamente. Além disso, há uma correlação com um desvio para o vermelho observado, indicando um aumento no grau de inversão. A reflectância difusa mostrou que a banda proibida das amostras variou de 1,97 eV para a amostra pura (Co1.0Fe2.0O4) a 1,65 eV para o maior teor de dopagem (Co1.0Nb0.1Fe1.90O4). A coercividade também foi afetada, variando de 1253 Oe na amostra pura (Co1.0Fe2.0O4) a 745 Oe na amostra dopada (Co1.0Nb0.1Fe1.90O4). Esses resultados comprovam que a otimização das propriedades foi bem-sucedida, pois houve uma diminuição acentuada da banda proibida e um aumento na absorção de UV. Esse resultado mostra que é possível otimizar as propriedades ópticas pela introdução de nióbio, efeito que não foi possível em outros estudos com esse tipo de dopante.