Cristalografía y magnetismo en el óxido multiferroico CaBaCo4 O7: efecto de la sustitución Ca/Sr

AURELIO, G.; CURIALE, J.; GALVÁN, V.; TORRE, L. M.; GRANADO, E.; CUELLO, G. J.; CAMPO, J.; SÁNCHEZ, R. D.

Bariloche

Congreso; 98 Reunión Nacional de Física; 2013

Existe actualmente un gran interés por desarrollar materiales multifuncionales, en los cuales distintas propiedades se combinan en un mismo compuesto. Un ejemplo son los materiales multiferroicos, que presentan simultáneamente orden magnético, ferroeléctrico y/o ferroelástico. Son pocos los materiales monofásicos donde se ha encontrado esta coexistencia y se continúa invirtiendo un gran esfuerzo por identificar el origen del acoplamiento entre ferroelectricidad y magnetismo. Existe un grupo compuestos en los cuales el multiferroismo se originaría en un estado de orden de carga, relacionado con el estado de valencia mixto y con una fuerte frustración geométrica o magnética. Un sistema que reúne estas condiciones es el recientemente descubierto óxido de cobalto de valencia mixta $A$BaCo$_4$O$_7$, donde $A$ puede ser un lantánido, Y o Ca. Presenta una topología que combina redes triangulares y redes de Kagomé de tetrahedros de Co, ideal para el estudio fundamental del magnetismo frustrado. Hace pocos meses, se encontró en esta familia de óxidos que el compuesto donde $A=$Ca, no sólo es un material multiferroico sino que presenta una polarizabilidad ferroeléctrica gigante. En este trabajo presentaremos un estudio exploratorio del sistema CaBaCo$_4$O$_7$, analizando los efectos de generar desorden en el sitio $A$ mediante el dopaje con Sr. Hemos combinado técnicas de difracción de radiación sincrotrón, difracción de neutrones y magnetometría en función de la temperatura. Nuestros resultados indican que el desorden químico introduce una competencia de fases magnéticas, y nos permiten correlacionar los efectos cristalográficos con el comportamiento magnético del sistema. La física que emerge de este estudio exploratorio confirma que el sistema ciertamente provee un escenario óptimo para la investigación de los ingredientes básicos que subyacen al acoplamiento multiferroico en sistemas frustrados.