Semiconductor magnético tipo perovskita Sr2.68Nd1.32Ti2.68Mn0.64Fe0.68O12: Propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas
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Autores
Cruz Fernández, Mauro Ignacio
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Español
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Resumen
En el presente escrito se reporta el proceso de síntesis del material cerámico
Sr2.68Nd1.32Ti2.68Mn0.64Fe0.68O12. Este material se sintetizó mediante el método convencional de
reacción de estado sólido. Mediante el uso de la técnica de Difracción de Rayos X y el
Refinamiento Rietveld se realizó el análisis estructural del material, obteniendo una fase
mayoritaria perteneciente a un sistema cristalino ortorrómbico de tipo perovskita (grupo
espacial Pnma #62) y parámetros reticulares a = 5.5093 Å, b = 7.7822 Å, c = 5.5284 Å. Un
tamaño del cristalito promedio de 29.737 nm fue calculado a través de la ecuación de Scherrer.
El estudio morfológico superficial por medio de imágenes de microscopía electrónica de
barrido revela la formación de granos de diferentes tamaños y forma poliédrica con un tamaño
promedio de 1.412 ± 0.060 μm. Las curvas de histéresis magnética evidenciaron un bajo
campo coercitivo (40 Oe < Hc < 100 Oe) de fácil magnetización y desmagnetización,
característico de ferromagnetos blandos. La susceptibilidad magnética en función de la
temperatura a través de procedimientos Zero Field Cooling y Field Cooled muestran
irreversibilidad magnética para campos de externos de 200 Oe, la cual desaparece en campos
aplicados de 2000 Oe, lo cual evidencia efectos de desorden catiónica debidas a la variedad
composicional de la perovskita compleja. La respuesta eléctrica muestra una resistividad que
decae exponencialmente con la temperatura, ajustando a un comportamiento semiconductor
con mecanismo de transporte de tipo hopping de rango variable de Mott. Esta respuesta es
acorde con lo observado en curvas de voltaje-corriente, resultando en curvas típicas de
materiales de tipo termistor. Los resultados permiten afirmar que el material se comporta como
un semiconductor débilmente ferromagnético. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
In this manuscript, the synthesis process of the ceramic material Sr2.68Nd1.32Ti2.68Mn0.64Fe0.68O12
is reported. This material was produced by the conventional solid state reaction method. By
using the X-Ray Diffraction technique and Rietveld Refinement the structural analysis of the
material was performed, obtaining a majority phase belonging to an orthorhombic crystalline
system of perovskite type (space group Pnma #62) and lattice parameters a = 5.5093 Å, b =
7.7822 Å, c = 5.5284 Å. An average crystallite size of 29.737 nm was calculated through the
Scherrer equation. Surface morphological study by scanning electron microscopy imaging
reveals the formation of grains of different sizes and polyhedral shape with an average size of
1.412 ± 0.060 μm. Magnetic hysteresis curves evidenced a low coercive field (40 Oe < Hc <
100 Oe) of easy magnetization and demagnetization, characteristic of soft ferromagnets. The
magnetic susceptibility as a function of temperature through Zero Field Cooling and Field
Cooled procedures show magnetic irreversibility for external fields of 200 Oe, which disappears
at applied fields of 2000 Oe, evidencing cationic disorder effects due to the compositional
variety of the complex perovskite. The electrical response shows a resistivity that decays
exponentially with temperature, conforming to a semiconducting behavior with Mott's variablerange hopping-type transport mechanism. This response is in agreement with that observed in
volt-current curves, resulting in curves typical of thermistor-type materials. The results allow us
to affirm that the material behaves as a weakly ferromagnetic semiconductor.
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ilustraciones, diagramas, figuras