Estudio de la respuesta ferróica en compósitos La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3

Abstract

En este trabajo se reporta la producción por reacción de estado sólido de los materiales La0.7Sr0.3MnO3 y BaTiO3 así como los compósitos de estos al 40%, 50% y 60% de sus concentraciones, y el estudio de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas a temperatura ambiente. Las medidas de difracción de rayos x revelan que el La0.7Sr0.3MnO3 tiene una estructura romboédrica de grupo espacial R c [167], mientras que el BaTiO3 es tetragonal con P4mm [99], cuyas parámetros cristalográficos se mantuvieron muy próximos en los compósitos, según lo evidenciado desde el refinamiento realizado a partir del programa GSAS. El material BaTiO3 es ferroeléctrico del tipo relaxor. Para concentraciones menores a 60% de este, el compósito no presentó respuesta de histéresis, lo cual puede ocurrir por la coexistencia entre granos de La0.7Sr0.3MnO3 y de BaTiO3, no permitiendo un camino efectivo por los granos del último en cuestión. Las curvas de magnetización como función del campo magnético aplicado a T=293 K muestran el comportamiento ferromagnético del material en las curvas de histéresis. Se determinó un momento magnético de 3.5 μB. De las medidas de magnetización en función de la temperatura se determinó la temperatura de Curie Tc≈361 K. A temperaturas menores a Tc se evidencia una frustración y temperatura de irreversibilidad entre las medidas de zero field cooling (ZFC) y field cooling (FC). La frustración puede ser ocasionada por el desorden catiónico de los Mn+3 y Mn+4. Se obtiene que el compósito 40%La0.7Sr0.3MnO3 /60%BaTiO3 a T=293 K es un material multiferróico. / Abstract. In this work we reported the production by the solid state reaction method of La0.7Sr0.3MnO3 and BaTiO3 as well as the composites of these to 40%, 50% and 60% of his concentrations. The study of the structural, electric and magnetic properties at room temperature it is also presented. The X-ray diffraction measurements reveals that La0.7Sr0.3MnO3 has a rombohedric structure, with space group R c [167], while BaTiO3 is tetragonal with space group P4mm [99]. The refinement done with the software GSAS show that the values of lattice parameter kept very close to each other for all the composites. The material BaTiO3 is ferroelectric of type relaxor. For concentrations below than 60%, the composite does not present response of hysteresis, which can happen due to the coexistence between grains of La0.7Sr0.3MnO3 and BaTiO3. Therefore an effective path by the grains of BaTiO3 is not allowed. Magnetization curves as function of the magnetic field applied, at T=293 K, show a typical ferromagnetic behavior in the hysteresis curves. A magnetic moment of 3.5 μB has been determined for the composites and the manganite. In the same way a Curie temperature approximately similar for all the composites and the manganite, (Tc≈361 K), was determined form the magnetization as function of temperature measurements. At temperature regimes below the Tc there is evidence of frustration and an irreversibility temperature between zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) measurements is observed. Frustration may be occurs as a consequence of cationic disorder of Mn+3 and Mn+4. We also have obtained that the composite 40%La0.7Sr0.3MnO3 /60%BaTiO3 at T=293 K is a multiferroic material.