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RESEARCH PRODUCT

In-situ high-pressure x-ray diffraction study of zinc ferrite nanoparticles

Daniel ErrandoneaJuan Carlos AphesteguyRavhi S. KumarFlorencia GrinblatSergio FerrariF.d. Saccone

subject

In situMaterials scienceNanostructurePHASE TRANSITIONSCiencias FísicasNanoparticle02 engineering and technologyCrystal structure01 natural sciencesCRYSTAL STRUCTURE0103 physical sciencesGeneral Materials ScienceOXIDES010306 general physicsX-RAY DIFFRACTIONNANOSTRUCTUREGeneral Chemistry021001 nanoscience & nanotechnologyCondensed Matter PhysicsAstronomíaZinc ferriteCrystallographyHigh pressureX-ray crystallography0210 nano-technologyCIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

description

We have studied the high-pressure structural behavior of zinc ferrite (ZnFe2O4) nanoparticles by powder X-ray diffraction measurements up to 47 GPa. We found that the cubic spinel structure of ZnFe2O4 remains up to 33 GPa and a phase transition is induced beyond this pressure. The high-pressure phase is indexed to an orthorhombic CaMn2O4-type structure. Upon decompression the low- and high-pressure phases coexist. The compressibility of both structures was also investigated. We have observed that the lattice parameters of the high-pressure phase behave anisotropically upon compression. Further, we predict possible phase transition around 55 GPa. For comparison, we also studied the compression behavior of magnetite (Fe3O4) nanoparticles by X-ray diffraction up to 23 GPa. Spinel-type ZnFe2O4 and Fe3O4 nanoparticles have a bulk modulus of 172 (20) GPa and 152 (9) GPa, respectively. This indicates that in both cases the nanoparticles do not undergo a Hall-Petch strengthening. Fil: Ferrari, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina Fil: Kumar, R. S.. University of Nevada; Estados Unidos Fil: Grinblat, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina Fil: Aphesteguy, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina Fil: Saccone, Fabio Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Errandonea, D.. Universidad de Valencia; España

yearjournalcountryeditionlanguage
2016-06-01Solid State Sciences
https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2016.04.006