The exchange bias (EB) effect has been observed in magnetic Bi0.9Gd0.1Fe0.9Ti0.1O3 nanoparticles. The influence of magnetic field cooling on the exchange bias effect has also been investigated. The magnitude of the exchange bias field (HEB) increases with the cooling magnetic field, showing that the strength of the exchange bias effect is tunable by the field cooling. The HEB values are also found to be dependent on the temperature. This magnetically tunable exchange bias obtained at temperatures up to 250 K in Bi0.9Gd0.1Fe0.9Ti0.1O3 nanoparticles may be worthwhile for potential applications.

1.
W. H.
Meiklejohn
and
C. P.
Bean
,
Phys. Rev.
102
,
1413
(
1956
).
2.
J.
Nogués
and
I. K.
Schuller
,
J. Magn. Magn. Mater.
192
,
203
(
1999
).
3.
V.
Skumryev
,
S.
Stoyanov
,
Y.
Zhang
,
G.
Hadjipanayis
,
D.
Givord
, and
J.
Nogués
,
Nature (London)
423
,
850
(
2003
).
4.
M.
Ali
,
P.
Adie
,
C. H.
Marrows
,
D.
Greig
,
B. J.
Hickey
, and
R. L.
Stamps
,
Nat. Mater.
6
,
70
75
(
2007
).
5.
E.
Fertman
,
S.
Dolya
,
V.
Desnenko
,
L. A.
Pozhar
,
M.
Kajnakova
, and
A.
Feher
,
J. App. Phys.
115
,
203906
(
2014
).
6.
S.
Karmakar
,
S.
Taran
,
E.
Bose
,
B. K.
Chaudhuri
,
C. P.
Sun
,
C. L.
Huang
, and
H. D.
Yang
,
Phys. Rev. B
77
,
144409
(
2008
).
7.
R.
Pradheesh
,
H. S.
Nair
,
V.
Sankaranarayanan
, and
K.
Sethupathi
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
142401
(
2012
).
8.
Z. M.
Tian
,
S. L.
Yuan
,
X. F.
Zheng
,
L. C.
Jia
,
S. X.
Huo
,
H. N.
Duan
, and
L.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
142516
(
2010
).
9.
J. R.
Teague
,
R.
Gerson
, and
W. J.
James
,
Solid State Commun.
8
,
1073
(
1970
).
10.
J.
Dho
,
X.
Qi
,
H.
Kim
,
J. L.
MacManus-Driscoll
, and
M. G.
Blamire
,
Adv. Mater.
18
,
1445
1448
(
2006
).
11.
S. V.
Kiselev
,
R. P.
Ozerov
, and
G. S.
Zhdanov
,
Sov. Phys. Dokl.
7
,
742
(
1963
).
12.
H.
Zhang
,
W.
Liu
,
P.
Wu
,
X.
Hai
,
M.
Guo
,
X.
Xi
,
J.
Gao
,
X.
Wang
,
F.
Guo
,
X.
Xu
,
C.
Wang
,
G.
Liu
,
W.
Chue
, and
S.
Wang
,
Nanoscale
6
,
10831
(
2014
).
13.
P.
Borisov
,
A.
Hochstrat
,
X.
Chen
,
W.
Kleemann
, and
C.
Binek
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
117203
(
2005
).
14.
R.
Yao
,
C.
Cao
,
C.
Zheng
, and
Q.
Lei
,
RSC Adv.
3
,
24231
(
2013
).
15.
J.
Nogués
,
J.
Sort
,
V.
Langlais
,
V.
Skumryev
,
S.
Suriñach
,
J. S.
Muñoz
, and
M. D.
Baró
,
Physics Reports
422
,
65
(
2005
).
16.
R.
Ang
,
Y. P.
Sun
,
X.
Luo
,
C. Y.
Hao
,
X. B.
Zhu
, and
W. H.
Song
,
J. Appl. Phys.
104
,
023914
(
2008
).
17.
M. A.
Basith
,
O.
Kurni
,
M. S.
Alam
,
B. L.
Sinha
, and
B.
Ahmmad
,
J. Appl. Phys.
115
,
024102
(
2014
).
18.
M. A.
Basith
,
D.-T.
Ngo
,
A.
Quader
,
M. A.
Rahman
,
B. L.
Sinha
,
B.
Ahmmad
,
F.
Hirose
, and
K.
Mølhave
,
Nanoscale
6
,
14336
(
2014
).
19.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4926424 for a high magnification TEM image (a) along with the particle size distribution histogram (b) of the synthesized nanoparticles (Figure 1(S1)); the enlarged view of the M-H loops obtained at 150 K and 250 K, respectively (Figures 2(S2) and 3(S3)); and the coercive field values at different temperatures and cooling magnetic fields (Table I).
20.
L.
Fang
,
J.
Liu
,
S.
Ju
,
F.
Zheng
,
W.
Dong
, and
M.
Shen
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
242501
(
2010
).
21.
T. J.
Park
,
G. C.
Papaefthymiou
,
A. J.
Viescas
,
A. R.
Moodenbaugh
, and
S. S.
Wong
,
Nano Lett.
7
(
3
),
766
772
(
2007
).
22.
T.-J.
Park
,
G. C.
Papaefthymiou
,
A. R.
Moodenbaugh
,
Y.
Mao
, and
S. S.
Wong
,
J. Mater. Chem.
15
,
2099
2105
(
2005
).
23.
M. K.
Singh
,
W.
Prellier
,
M. P.
Singh
,
R. S.
Katiyar
, and
J. F.
Scott
,
Phys. Rev. B
77
,
144403
(
2008
).
24.
D. S.
Rana
,
D. G.
Kuberkar
, and
S. K.
Malik
,
Phys. Rev. B
73
,
064407
(
2006
).
25.
J.
Lu
,
A.
Günther
,
F.
Schrettle
,
F.
Mayr
,
S.
Krohns
,
P.
Lunkenheimer
,
A.
Pimenov
,
V. D.
Travkin
,
A. A.
Mukhin
, and
A.
Loid
,
Eur. Phys. J. B
75
,
451
460
(
2010
).
26.
V. V.
Lazenka
,
G.
Zhang
,
J.
Vanacken
,
I.
IMakoed
,
A. F.
Ravinski
, and
V. V.
Moshchalkov
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
45
,
125002
(
2012
).
27.
J.
Krishna Murthy
and
A.
Venimadhav
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
252410
(
2013
).
28.
Y.
Guo
,
L.
Shi
,
S.
Zhou
,
J.
Zhao
,
C.
Wang
,
W.
Liu
, and
S.
Wei
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
46
,
175302
(
2013
).
29.
S.
Huang
,
L. R.
Shi
,
H. G.
Sun
,
C. M.
Zhu
,
Z. M.
Tian
, and
S. L.
Yuan
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
192904
(
2014
).
30.
Sk.
Sabyasachi
,
M.
Patra
,
S.
Majumdar
,
S.
Giri
,
S.
Das
,
V. S.
Amaral
,
O.
Iglesias
,
W.
Borghols
, and
T.
Chatterji
,
Phys. Rev. B
86
,
104416
(
2012
).
31.
S.
Giri
,
M.
Patra
, and
S.
Majumdar
,
J. Phys.: Condens. Matter
23
,
073201
(
2011
).
32.
I.
Sosnowska
,
T.
Peterlin-Neumaier
, and
E.
Streichele
,
J. Phys. C: Solid State Phys.
15
,
4835
(
1982
).
33.
D. P.
Dutta
,
B. P.
Mandal
,
R.
Naik
,
G.
Lawes
, and
A. K.
Tyagi
,
J. Phys. Chem. C
117
,
2382
2389
(
2013
).
34.
C. H.
Yang
,
J.
Seidel
,
S. Y.
Kim
,
P. B.
Rossen
,
P.
Yu
,
M.
Gajek
,
Y. H.
Chu
,
L. W.
Martin
,
M. B.
Holcomb
,
Q.
He
,
P.
Maksymovych
,
N.
Balke
,
S. V.
Kalinin
,
A. P.
Baddorf
,
S. R.
Basu
,
M. L.
Scullin
, and
R.
Ramesh
,
Nat. Mater.
8
,
485
(
2009
).
35.
S.
Dong
,
K.
Yamauchi
,
S.
Yunoki
,
R.
Yu
,
S.
Liang
,
A.
Moreo
,
J. M.
Liu
,
S.
Picozzi
, and
E.
Dagotto
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
127201
(
2009
).
36.
Advanced Magnetic Materials
, edited by
L.
Malkinski
(
InTech
,
2012
), Chap. 4.
37.
P.
Hugounenq
,
M.
Levy
,
D.
Alloyeau
,
L.
Lartigue
,
E.
Dubois
,
V.
Cabuil
,
C.
Ricolleau
,
S.
Roux
,
C.
Wilhelm
,
F.
Gazeau
, and
R.
Bazzi
,
J. Phys. Chem. C
116
,
15702
15712
(
2012
).
38.
P. B.
Shete
,
R. M.
Patil
,
R. S.
Ningthoujam
,
S. J.
Ghosha
, and
S. H.
Pawar
,
New J. Chem.
37
,
3784
3792
(
2013
).
39.
R.
Guo
,
L.
Fang
,
W.
Dong
,
F.
Zheng
, and
M.
Shen
,
J. Phys. Chem. C
114
,
21390
21396
(
2010
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.