?¿Influye el método de síntesis en la relación orden-desorden estructural con las propiedades magnéticas en perovskitas dobles?

V. C. FUERTES; M. C. BLANCO; R. D. SÁNCHEZ; R. E. CARBONIO

Valparaíso. Chile.

Congreso; Solidos 2009; 2009

Los óxidos mixtos con estructura de tipo perovskita doble (PD) presentan gran interés desde el punto de vista científico y tecnológico debido a la gran variedad de propiedades que poseen: Superconductividad de alta temperatura, propiedades catalíticas, magnetorresistencia a temperatura ambiente, multiferroicidad, entre otras.

En este trabajo presentamos la síntesis, caracterización estructural y caracterización magnética de la familia de materiales con estructura de tipo PD cuya fórmula general es La₃B₂B?O₉ (B = Co²⁺ y B? = V⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, Sb⁵⁺).

Los compuestos estudiados fueron sintetizados exitosamente por el método cerámico tradicional y por el método de sol-gel. Se emplearon temperaturas de calentamiento comprendidas entre 1000 y 1400 °C y atmósfera de argón.

La caracterización estructural de estas muestras policristalinas se realizó mediante el análisis Rietveld de los patrones de DRXP y de DNP. Las propiedades magnéticas se estudiaron analizando las respuestas de magnetización y susceptibilidad magnética en función de la temperatura y de magnetización frente a un campo magnético aplicado.  

Con excepción de un solo caso (La₃Co²⁺_1,81Co³⁺_0,38V⁵⁺_0,81O_8,904), todas las muestras resultaron PD (G.E. P2₁/n) con estequiometría A₃B₂B?O₉ donde A está 100% ocupado por La³⁺ y los cationes B y B? se estabilizan respectivamente en los estados de oxidación 2+ y 5+, con un grado de orden en la ocupación de los dos tipos de sitios B influenciado por el método de síntesis [1]. Las perovskitas sintetizadas por estado sólido (a 1400 °C) presentan un mayor orden entre sus cationes B y B?, mientras que las sintetizadas por métodos húmedos (a 1000 °C) presentan un mayor desorden. Esta situación no había sido previamente informada en bibliografía.

El compuesto conformado por V muestra un alto grado de desorden, vacancias de oxígeno y cristaliza en una estructura de tipo perovskita simple (G.E. Pnma).

Todas las perovskitas sintetizadas son aislantes y muestran un ordenamiento magnético a bajas temperaturas. Se establece una fuerte competencia entre las interacciones ferro- y antiferromagnéticas, correlacionadas a su vez, con el grado de orden entre los cationes B y B? que además está influenciado por el método de síntesis. Las fases sintetizadas por sol-gel presentan interacciones AFM mientras que las logradas por método cerámico poseen interacciones FM. En el caso particular de la PD de Sb, sintetizada por vía seca, se presenta una transición desde un estado FM hacia un ordenamiento de tipo vidrio de espín.

Referencias

[1] V.C. Fuertes et al, Phys. B: Cond. Matter 404 (2009) 2717?2719