Electric Properties of MCM-41 <SmCl3> Nanohybrid Encapsulate

Abstract

Імовірно, протягом останнього десятиріччя особливо, найбільш популярною сполукою для синтезу комплексних гібридних структур є молекулярна силікатна матриця МСМ-41. Багато різноманітних класів сполук було отримано на її основі. Самарій є добре відомим металом завдяки своїм магнітним властивостям, та його солі широко використовуються в лабораторіях для синтезу нових сполук. Саме завдяки згаданим властивостям в даній роботі вирішено впровадити самарій-вмісну сполуку в матрицю МСМ-41 та дослідити електричні властивості отриманого гібридного комплексу з точки зору його застосування в магнітному та оптичних полях. Впровадження самарій хлориду SmCl3 в матрицю МСМ-41 було успішно реалізовано з використанням методу інкапсулювання. Електричні властивості одержаного наногібридного інкапсуляту досліджено методом імпедансної спектроскопії та встановлено характер частотної дисперсії імпедансу, визначено тангенс кута втрат та діелектричну проникність MCM-41 <SmCl3> в темряві, при освітленні та прикладеному ззовні магнітному полі. В синтезованій субстанції було досліджено термогальванічний ефект та проаналізовано його механізми. Зафіксована магнето- та фотоіндукована від’ємна ємність відкриває можливість застосування одержаної сполуки в безгіраторних нанолініях затримки з оптично та магнітно керованими параметрами.

Probably the most popular compound for the synthesis of complex hybrid structures especially during the last decade is a molecular silica matrix MCM-41. Many different classes of substances were obtained on its bases. Samarium is a well-known magnetic material and its salts are widely used in laboratories for research on new compounds of samarium. Therefore, we decided to insert the samarium-containing compound into MCM-41 matrix and investigate its electric properties from the perspective of magneto- and photosensitive applications. The samarium (III) chloride SmCl3 placed in mesoporous silica matrix MCM-41 with use of encapsulation technique was successfully synthesised. Electric properties of obtained nanohybrid encapsulate were investigated using impedance spectroscopy method. The character of impedance frequency dispersion, loss tangent and permittivity of MCM-41 <SmCl3> synthesized material in darkness, under illumination and in magnetic field were determined. The thermogalvanic effect was observed and its mechanisms were analyzed. The observed magnetoand photoinduced negative capacitance effects for obtained МСМ-41 <SmCl3> nanohybrid opens up the possibilities for its application in nongyrator delay nanolines with optically and magnetically operable parameters.