Modified Aqueous Sol-gel Route Towards Complex Metal Oxides Containing tungsten

Abstract

U moderno doba ubrzanog razvoja digitalne tehnologije javlja se sve veća potreba za umanjenjem raznih elektroničkih uređaja i povećanjem gustoće zapisa podataka koje ti uređaji pohranjuju. Za postizanje multifunkcionalnih i multiferoičnih svojstava gradivnih materijala ključni su feroelektricitet i feromagnetizam iz čega se javlja potreba za sintezom materijala koji će posjedovati ova svojstva. U ovome diplomskom radu sintetizirani su složeni metalni oksidi perovskitne strukture $Sr_{3}{Fe_{2}}{WO_{9}}$ i $Ba_{3}{Fe_{2}}{WO_{9}}$ modificiranom citratnom sol-gel metodom te su osušeni uzorci kalcinirani pri 600 ℃ i 950 ℃ u peći u struji zraka s temperaturom zagrijavanja 2℃/min. Dobiveni su spojevi okarakterizirani infracrvenom spektroskopijom (FT-IR), rentgenskom difrakcijom na prahu (PXRD), energijski razlučujućom rentgenskom spektroskopijom (EDX), transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM), pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM), te su im određena magnetska svojstva SQUID mjerenjima. Ovim analitičkim metodama utvrđeno je da su sintetizirani spojevi čistoće 96 w.t. %, da su veličine kristalita ostale male unatoč visokim temperaturama kalciniranja (15-27 nm), te da pokazuju ferimagnetska svojstva. Također, opisan je i metodički dio na temu „Kiseline“ za 8. razred osnovne škole koji sadrži pisanu pripremu za nastavni sat, radni listić, te dva pokusa. Nakon što učenici samostalnim izvođenjem predviđenih pokusa u 4 skupine (po dvije skupine izvode isti pokus) dođu do određenih zaključaka, predviđeno je frontalno predavanje kao zaključak na pojave dokazane pokusima.In modern times of technology development there is a need for reducing size and expanding density of data storage components. Ferroelectricity and ferromagnetism are essential for achieving multifunctional properties wherefore a need for synthesizing materials which have these properties appears. In this diploma thesis complex metal oxides of perovskite type crystal structure $Sr_{3}{Fe_{2}}{WO_{9}}$ and $Ba_{3}{Fe_{2}}{WO_{9}}$ have been synthesized using modified citrate sol-gel route. Dried samples were calcined at 600 °C and 950 °C in furnace with air flow and at a temperature rate of 2 °C per minute. Calcined samples were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Powder X-ray diffraction (PXRD), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Transmission electron microscopy (TEM), Scanning electron microscopy (SEM) while magnetic ground state has been determined using SQUID measurement. Obtained results have revealed that synthesized materials are 96 wt. % pure and their average crystallite size has remained in nanometer range despite the high calcination temperatures. As a result, magnetic measurements have revealed that these materials posses ferrimagnetic properties. This thesis also contains a part with teaching methods on elementary school level including printed preparation for lesson on „Acids“, corresponding working papers and two experiments for group work. After students divided into 4 groups experimentally come to certain conclusions (two groups perform the same experiment), there is a lecture predicted as a conclusion to the phenomena seen in experiments