The mechanical spectra of Mn-substituted yttrium orthoferrite YFe1-xMnxO3 (x = 0, 0.2, 0.3, 0.4) ceramics were performed at kilohertz from 100 to 360 K. Two internal friction (IF) peaks are observed around 150 K and 230 K, respectively, and both the IF peaks exhibit frequency dispersion behavior. The IF peak around 150 K is associated with a step increase in the modulus and its mechanical relaxation rate follows the Vogel-Fulcher relation with τ0 = 4.45 × 10−11s, Eα = 0.03 eV, and TVF = 155 K. This IF peak can be explained in terms of a freezing of oxygen vacancies after excluding the possible magnetic spin glass transition. Another IF peak around 230 K presents a relaxation behavior and it follows Arrhenius law. Furthermore, the relaxation behavior was verified by the dielectric spectrum and it can be ascribed to the charge carrier hopping between Fe2+ and Fe3+.

1.
W.
Eerenstein
,
N. D.
Mathur
, and
J. F.
Scott
,
Nature (London)
442
,
759
(
2006
).
2.
G.
Catalan
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
102902
(
2006
).
3.
J.
Hemberger
,
P.
Lunkenheimer
,
R.
Fichtl
,
H.-A.
Krug von Nidda
,
V.
Tsurkan
, and
A.
Loidl
,
Nature (London)
434
,
364
(
2005
).
4.
T. M.
Rearick
,
G. L.
Catchen
, and
J. M.
Adams
,
Phys. Rev. B
48
,
224
(
1993
).
5.
M.
Eibschütz
,
S.
Shtrikman
, and
D.
Treves
,
Phys. Rev.
156
,
562
(
1967
).
6.
S.
Mathur
,
M.
Veith
,
R.
Rapalaviciute
,
H.
Shen
,
G. F.
Goya
,
W. L. W.
Filho
, and
T. S.
Berquo
,
Chem. Mater.
16
,
1906
(
2004
).
7.
N.
Ikeda
,
H.
Ohsumi
,
K.
Ohwada
,
K.
Ishii
,
T.
Inami
,
K.
Kakurai
,
Y.
Murakami
,
K.
Yoshii
,
S.
Mori
,
Y.
Horibe
, and
H.
Kito
,
Nature (London)
436
,
1136
(
2005
).
8.
B. B.
Van Aken
,
T. T. M.
Palstra
,
A.
Filippetti
, and
N. A.
Spaldin
,
Nature Mater.
3
,
164
(
2004
).
9.
Z. J.
Huang
,
Y.
Cao
,
Y. Y.
Sun
,
Y. Y.
Xue
, and
C. W.
Chu
,
Phys. Rev. B
56
,
2623
(
1997
).
10.
C.
Moure
,
J. F.
Fernandez
,
M.
Villegas
, and
P.
Duran
,
J. Eur. Ceram. Soc.
19
,
131
(
1999
).
11.
G.
Lescano
,
F. M.
Figueiredo
,
F. M. B.
Marques
, and
J.
Schmidt
,
J. Eur. Ceram. Soc.
21
,
2037
(
2001
).
12.
P.
Mandal
,
V. S.
Bhadram
,
Y.
Sundarayya
,
C.
Narayana
,
A.
Sundaresan
, and
C. N. R.
Rao
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
137202
(
2011
).
13.
Y.
Ma
,
Y. J.
Wu
,
Y. Q.
Lin
, and
X. M.
Chen
,
J. Mater. Sci.: Mater. Electron.
21
,
838
(
2010
).
14.
A. S.
Nowick
and
B. S.
Berry
,
Anelastic Relaxation in Crystalline Solid
(
Academic Press
,
New York
,
1972
).
15.
R. K.
Zheng
,
R. X.
Huang
,
A. N.
Tang
,
G.
Li
,
X. G.
Li
,
J. N.
Wei
,
J. P.
Shui
, and
Z.
Yao
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
3834
(
2002
).
16.
Y. H.
Yuan
,
X. N.
Ying
, and
L.
Zhang
,
J. Appl. Phys.
110
,
053515
(
2011
).
17.
C.
Wang
,
S. A. T.
Redfern
,
M.
Daraktchiev
, and
R. J.
Harrison
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
152906
(
2006
).
18.
X. S.
Wu
,
H. L.
Zhang
,
J. R.
Su
,
C. S.
Chen
, and
W.
Liu
,
Phys. Rev. B
76
,
094106
(
2007
).
19.
X. N.
Ying
and
Z. C.
Xu
,
J. Appl. Phys.
105
,
063504
(
2009
).
20.
Y. H.
Yuan
and
X. N.
Ying
,
Solid State Sci.
14
,
84
(
2012
).
21.
H.
Kong
and
C.
Zhu
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
041920
(
2006
).
22.
H.
Kong
and
C.
Zhu
,
J. Phys.: Condens. Matter
20
,
115211
(
2008
).
23.
F.
Cordero
,
F.
Trequattrini
,
V. B.
Barbeta
,
R. F.
Jardim
, and
M. S.
Torikachvili
,
Phys. Rev. B
84
,
125127
(
2011
).
24.
X. N.
Ying
,
Z. C.
Xu
, and
X. M.
Wang
,
Solid State Commun.
148
,
91
(
2008
).
25.
X. N.
Ying
and
L.
Zhang
,
Solid State Commun.
152
,
1252
(
2012
).
26.
A. K.
Zvezdin
and
A. A.
Mukhin
,
Z. Eksp. Teor. Fiz.
102
,
577
(
1992
).
27.
J.
Krzywinski
,
J. Magn. Magn. Mater.
59
,
62
(
1986
).
28.
X. Q.
Cao
,
C.-S.
Kim
, and
H.-I.
Yoo
,
J. Am. Ceram. Soc.
84
,
1265
(
2001
).
29.
H.
Vogel
,
Z. Phys.
22
,
645
(
1921
);
G.
Fulcher
,
J. Am. Ceram. Soc.
8
,
339
(
1925
).
30.
J.
Su
,
X. M.
Lu
,
C.
Zhang
,
J. T.
Zhang
,
H.
Sun
,
C. C.
Ju
,
Z. J.
Wang
,
K.
l. Min
,
F. Z.
Huang
, and
J. S.
Zhu
,
Physica B
407
,
485
(
2012
).
31.
T.
Lægreid
and
K.
Fossheim
,
Europhys. Lett.
6
,
81
(
1988
).
32.
P.
Mandal
,
C. R.
Serrao
,
E.
Suard
,
V.
Caignaert
,
B.
Raveau
,
A.
Sundaresan
, and
C. N. R.
Rao
,
J. Solid State Chem.
197
,
408
(
2013
).
33.
F.
Cordero
,
A.
Franco
,
V. R.
Calderone
,
P.
Nanni
, and
V.
Buscaglia
,
J. Eur. Ceram. Soc.
26
,
2923
(
2006
).
34.
W. J.
Lu
,
B. C.
Zhao
,
R.
Ang
,
W. H.
Song
,
J. J.
Du
, and
Y. P.
Sun
,
Phys. Lett. A
346
,
321
(
2005
).
35.
P. L.
Meena
,
R.
Kumar
,
C. L.
Prajapat
,
K.
Sreenivas
, and
V.
Gupta
,
J. Appl. Phys.
106
,
024105
(
2009
).
36.
Y.
Kohara
,
Y.
Yamasaki
,
Y.
Onose
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. B
82
,
104419
(
2010
).
37.
Y.
Yamasaki
,
Y.
Kohara
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. B
80
,
140412
(
2009
).
38.
Y. J.
Wu
,
Y.
Gao
, and
X. M.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
092912
(
2007
).
39.
F. Z.
Huang
,
X. M.
Lu
,
W. W.
Lin
,
X. M.
Wu
,
Y.
Kan
, and
J. S.
Zhu
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
242914
(
2006
).
40.
Y.
Ma
,
X. M.
Chen
, and
Y. Q.
Lin
,
J. Appl. Phys.
103
,
124111
(
2008
).
41.
J.
Su
,
X. M.
Lu
,
C.
Zhang
,
J. T.
Zhang
,
S.
Peng
,
X. B.
Wu
,
K. L.
Min
,
F. Z.
Huang
, and
J. S.
Zhu
,
J. Mater. Sci.
46
,
3488
3492
(
2011
).
42.
J.
Su
,
X. M.
Lu
,
J. T.
Zhang
,
H.
Sun
,
C.
Zhang
,
Z. H.
Jiang
,
C. C.
Ju
,
Z. J.
Wang
,
F. Z.
Huang
, and
J. S.
Zhu
,
J. Appl. Phys.
111
,
014112
(
2012
).
You do not currently have access to this content.