Estudio de las fases magnéticas en la espinela MnV2O4

DINA TOBIA; ELIN WINKLER; JULIÁN MILANO; MARÍA TERESA CAUSA

S. C. de Bariloche

Congreso; 98 Reunión Nacional de Física; 2013

Asociación Física Argentina

Los óxidos de metales de transición con estructura espinela AB2O4, presentan una amplia variedad de fenómenos físicos, que están determinados por los electrones que ocupan los orbitales 3d de los metales de transición. En las espinelas de vanadio, AV2O4 (A= Zn, Cd, Mg, Mn), los iones V3+ (3d2, t$_{2g}^{2}$ e$_{g}^{0}$) se ubican en sitios octaédricos formando un arreglo tipo pirocloro. Como consecuencia de este arreglo espacial presentan frustración magnética de origen geométrico e inusuales estados a bajas temperaturas. Esto ha motivado un continuo interés de la comunidad de materia condensada en el estudio teórico y experimental de las propiedades físicas de estos sistemas. En particular en este trabajo estudiamos el óxido MnV2O4 donde los iones Mn2+ (3d$^{5}$, t$_{2g}^{3}$ e$_{g}^{2}$) ocupan los sitios tetraédricos de la estructura espinela. Este compuesto se ordena ferrimagnéticamente (FiM) a TC~57 K con una configuración de espines colineales; cerca de TS~53 K hay una segunda transición, de una estructura cúbica a una tetragonal, donde además la estructura de espines cambia a una configuración no-colineal, según indicaron estudios de difracción de neutrones. Estos resultados implicarían que la transición de fase estructural a 53 K está dominada por los grados de libertad orbitales del sitio del V. Este compuesto constituye, entonces, un sistema modelo para el estudio de la correlación de las interacciones frustradas entre el espín, los orbitales y la red cristalina. Las muestras de MnV2O4 fueron fabricadas por reacción de estado sólido a alta temperatura a partir de los óxidos MnO y V2O3. Las propiedades magnéticas fueron estudiadas a partir de medidas de magnetización DC y de espectroscopia de resonancia de espín electrónico (ESR). En las medidas de magnetización en función de la temperatura observamos anomalías correspondientes a las transiciones de fase a TC y TS. En la fase paramagnética, T>TC, no observamos señal de ESR lo cual indicaría que el compuesto presenta cortos tiempos de relajación espín-red y como consecuencia líneas muy anchas como para ser detectadas. Por otro lado, para T