Síntesis y estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del estroncio-rutenato de tierra rara Sr2RuHoO6

Abstract

Se ha realizado un estudio de las propiedades estructurales, morfológicas, magnéticas y ópticas de la perovskita Sr2HoRuO6. El análisis de Rietlved de los patrones de difracción de rayos X reveló que este material óxido cristaliza en una estructura de perovskita monoclínica, grupo espacial P21/n (#14), con parámetros de red a = 5.7719 Å, b = 5.8754 Å, c = 8.1651 Å y ángulo β = 90.034°. La caracterización morfológica mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) muestra una topografía superficial uniforme con granos fuertemente interconectados de tamaño similar (D ≈ 0.74 μm), que varían en forma y orientación. El análisis semicuantitativo de la composición se realizó mediante Electron Energy Dispersion Spectra (EDX), a partir del cual se puede establecer que la composición de las muestras es del 99% de acuerdo con la composición estequiométrica esperada. Las curvas de susceptibilidad magnética en función de la temperatura revelaron la característica ferrimagnética de este material, con una temperatura de Néel TN = 14 K. Mediante el ajuste de susceptibilidad magnética de tipo Curie-Weiss se determinó que el momento magnético efectivo es de 11,36 μB. Este valor está de acuerdo con el esperado a partir de las reglas de Hund (11.28 μB). El espectro de reflectancia difusa sugiere que este material se comporta como un semiconductor con Eg= 1.38 eV, que está de acuerdo con los resultados de estructura de bandas y cálculos de la densidad de estados electrónicos obtenidos como parte adicional para la publicación del presente trabajo en una revista científica.

Abstract: A study of the structural, morphological, magnetic and optic properties of the Sr2HoRuO6 perovskite has been performed. Rietlved analysis from x-ray diffraction patterns revealed that this oxide material crystallizes in a monoclinic perovskite structure, P21/n (# 14) space group, with lattice parameters a=5.7719 Å, b=5.8754 Å, c=8.1651 Å and angle β=90.034°. The morphological characterization by Scanning Electron Microscopy (SEM) shows an uniform surface topography with strongly interconnected grains of similar size (D ≈ 0.74 μm), which vary in shape and orientation. Semi-quantitative analysis of the composition was performed by Electron Energy Dispersion Spectra (EDX), from which it can be established that the composition of the samples is 99% in accordance with the expected stoichiometric composition. Curves of magnetic susceptibility as a function of temperature revealed the ferrimagnetic feature of this material with Néel temperature TN=14 K. Through the Curie-Weiss magnetic susceptibility adjustment the effective magnetic moment was determined to be 11.36 μB. This value is in agreement with that expected from the Hund’s rules (11.28 μB). The diffuse reflectance spectrum suggests that this material behaves as a semiconductor with Eg=1.38 eV, which is in accordance with results of band structure and density of states calculations performed as an additional part for the publication of this work in a scientific journal.