journal article·2009-11-10

Structure and Properties of Multiferroic Oxygen Hyperstoichiometric BiFe1−xMnxO3+δ

Sverre M. Selbach, Thomas Tybell, Mari-Ann Einarsrud, Tor Grande

Chemistry of Materials· Volume 21· Issue 21
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Abstract

The structure and properties of materials in the BiFeO 3 -rich side of the pseudo-binary phase diagram BiFeO 3 −BiMnO 3 are reported. Manganese substitution ( x ) and oxygen hyperstoichiometry (δ) are demonstrated to strongly affect the crystallographic properties, electrical conductivity, and phase-transition temperatures of BiFe 1− x Mn x O 3+δ . Increasing the manganese content and oxygen hyperstoichiometry of the materials depresses the Néel temperature, the ferroelectric Curie temperature, and the transition temperature from the paraelectric, ferroelastic structure to the paraelastic, cubic perovskite structure. The thermodynamics of the ambient pressure solid solubility is discussed and a phase diagram for the system BiFe 1− x Mn x O 3+δ is presented, establishing the stability regions of three, two, one, and zero simultaneous ferroic properties. Finally, technological implications of the influence of manganese and excess oxygen are discussed.
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Research context

OpenAlex topics: Multiferroics and related materials · Ferroelectric and Piezoelectric Materials · Magnetic and transport properties of perovskites and related materials

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Affiliations

Department of Materials Science and Engineering, Norwegian University of Science and Technology, 7491 Trondheim, Norway

Department of Electronics and Telecommunications, Norwegian University of Science and Technology, 7491 Trondheim, Norway

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