Caracterización del semiconductor magnético diluido (ZnO)1-x(Fe2O3)x

Abstract

Se prepararon muestras de (ZnO)1-x (Fe2 O3 )x por el método de reacción de estado sólido utilizando concentraciones de óxido férrico 0.01≤x≤0.05. A nivel estructural no se observan cambios apreciables en el tamaño de los cristalitos cuyos valores se encuentran alrededor de los 95 nm, por otra parte los parámetros de red en la estructura tipo wurtzita para el ZnO no sufren cambios apreciables en función del contenido de hierro. A partir de las propiedades eléctricas se encontraron las temperaturas de transición metal-aislante (MA) las cuales aumentan con el contenido de hierro (0,01≤x0,03) y se observó adicionalmente disminución en la resistencia eléctrica en este rango de dopajes. Los análisis de susceptibilidad magnética A.C. en función de la temperatura presentaron comportamientos paramagnéticos típicos independientes del contenido del dopaje en el rango de temperatura estudiado. Para altas concentraciones de hierro (x=0,1) la susceptibilidad magnética en función de la temperatura puede describirse según la ley de Curie-Weiss.

Abstract. Samples of (ZnO)1-x (Fe2 O3)x were prepared by solid state reaction method, with 0.01≤x≤0.05. Structurally no significant changes were observed in the size of the crystallites whose values are around 95 nm, on the other hand the network parameters in the wurtzite type structure for ZnO suffer no appreciable changes depending the iron content. Moreover the cell parameters in the wurtzite type ZnO structure to undergo small changes attributed to compressive stresses and their behavior is similar to that observed with crystallite sizes. The transition temperature metal-insulator (MI) increased with Fe content. As observed from electrical measurements the transition temperature metal-insulator (MI) increased with Fe content (0,01≤x0,03) and the resistance of the sample decreased. The A.C. susceptibility measurement as a function of temperature displayed a typical paramagnetic behavior for all the samples in the measured temperature range. For high iron concentrations (x = 0.1) in the magnetic susceptibility versus temperature can be described as the Curie-Weiss law.