Abstract We have investigated in detail the structural, magnetic, and dielectric properties of half-doped Nd0.5Ba0.5CoO3 perovskite cobaltite synthesized by the auto-combustion method. The Rietveld structure refinement from X-ray diffraction pattern reveals that a polycrystalline sample of Nd0.5Ba0.5CoO3 crystallizes into an orthorhombically distorted crystal structure with space group Pmmm along with a minor distorted tetragonal phase with P4/mmm space group. The temperature dependence of magnetization measurements show paramagnetic to ferromagnetic phase transition at Curie temperature TC around 147 K for H = 200 Oe. The value of TC strongly depends on the applied magnetic bias field, and TC decreases with an increasing magnetic field. The polycrystalline sample of Nd0.5Ba0.5CoO3 cobaltite exhibits Griffiths’ phase in the temperature range 147 K ≤ T ≤ 235 K for H = 200 Oe. Investigation of the isothermal magnetic field measurements on Nd0.5Ba0.5CoO3 reveals that it exhibit antiferromagnetic, ferromagnetic and paramagnetic behaviors, at T = 2 K, 100 K and 150 K, respectively. The negative slope of the isothermal Arrott’s plots (i.e., H/M versus M2) in the low magnetic field region suggests a first-order magnetic phase transition while the positive slope in high magnetic field region reveals a second-order magnetic transition. The dielectric constant and electrical resistivity of the synthesized Nd0.5Ba0.5CoO3 cobaltite material decrease with increasing temperature as well as frequency. Bulk Nd0.5Ba0.5CoO3 cobaltite shows insulator/semiconductor to metal transition at 76 °C.

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半掺杂 Nd0.5Ba0.5CoO3 钙钛矿的结构、磁性和介电研究

摘要 我们详细研究了自燃法合成的半掺杂 Nd0.5Ba0.5CoO3 钙钛矿钴矿的结构、磁性和介电性能。X 射线衍射图的 Rietveld 结构精修表明，Nd0.5Ba0.5CoO3 的多晶样品结晶成具有 Pmmm 空间群的正交扭曲晶体结构以及具有 P4/mmm 空间群的轻微扭曲四方相。磁化测量的温度依赖性显示了在居里温度 TC 大约 147 K 时 H = 200 Oe 的顺磁到铁磁相变。TC 的值很大程度上取决于施加的偏磁场，并且 TC 随着磁场的增加而减小。Nd0.5Ba0的多晶样品。5CoO3 钴酸盐在 H = 200 Oe 的温度范围 147 K ≤ T ≤ 235 K 内表现出格里菲斯相。对 Nd0.5Ba0.5CoO3 等温磁场测量的研究表明，它分别在 T = 2 K、100 K 和 150 K 时表现出反铁磁、铁磁和顺磁行为。低磁场区域的等温阿罗特曲线的负斜率（即 H/M 对 M2）表明一阶磁相变，而高磁场区域的正斜率表明二阶磁相变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。对 Nd0.5Ba0.5CoO3 等温磁场测量的研究表明，它分别在 T = 2 K、100 K 和 150 K 时表现出反铁磁、铁磁和顺磁行为。低磁场区域的等温阿罗特曲线的负斜率（即 H/M 对 M2）表明一阶磁相变，而高磁场区域的正斜率表明二阶磁相变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。对 Nd0.5Ba0.5CoO3 等温磁场测量的研究表明，它分别在 T = 2 K、100 K 和 150 K 时表现出反铁磁、铁磁和顺磁行为。低磁场区域的等温阿罗特曲线的负斜率（即 H/M 对 M2）表明一阶磁相变，而高磁场区域的正斜率表明二阶磁相变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。分别在 T = 2 K、100 K 和 150 K 时。低磁场区域的等温阿罗特曲线的负斜率（即 H/M 对 M2）表明一阶磁相变，而高磁场区域的正斜率表明二阶磁相变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。分别在 T = 2 K、100 K 和 150 K 时。低磁场区域的等温阿罗特曲线的负斜率（即 H/M 对 M2）表明一阶磁相变，而高磁场区域的正斜率表明二阶磁相变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。合成的Nd0.5Ba0.5CoO3钴酸钴材料的介电常数和电阻率随着温度和频率的升高而降低。块状 Nd0.5Ba0.5CoO3 钴酸盐在 76 °C 时显示出绝缘体/半导体到金属的转变。