94. Orden magnético de corto alcance y frustración magnética en el sistema RCrMnO5 (R=Sm, Eu, Gd, Tb, Ho and Er).

F. POMIRO; J. LOHR; E. V. PANNUNZIO MINER; R. E. CARBONIO; R.D. SÁNCHEZ

S.C. de Bariloche

Congreso; 98a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2013

AFA Bariloche

  Un gran número de investigaciones de los últimos años se han enfocado en los materiales magnetoeléctricos del tipo RMn2O5 (R= tierra rara). Estos materiales, en lo que respecta al ordenamiento de largo alcance de los momentos magnéticos, presentan un alto grado de frustración magnética. En ocasiones también presentan una estructura polar distorsionada que da lugar a la ferroelectricidad en el material. Estas estructuras son muy flexibles tanto para la sustitución del catión de tierra rara como de la sustitución de alguno de los metales de  transición. Para este trabajo, hemos sintetizado y caracterizado la serie de nuevos compuestos RCrMnO5 con R=Sm, Eu, Gd, Tb, Ho and Er. La serie fue sintetizada mediante un procedimiento de qu´ımica suave llamado método de Pechini y en alta presión de O2, 40-100 Bar y a 900-1000 ºC. La pureza de los compuestos obtenidos fue determinada mediante difracción de rayos X de polvos (DRX) y su posterior análisis Rietveld. Se realizaron experimentos de difracción de neutrones (DN) a 3 K y a temperatura ambiente. Los difractogramas se han podido refinar correctamente teniendo en cuenta solo la fase cristalina nuclear en todos los compuestos de la serie. Tanto los datos de DRX como los de DN fueron refinados con el grupo espacial  ortorrómbico Pbam y son isoestructurales con los compuestos RMn2O5. El hecho de que solo se observan reflexiones de origen nuclear y no magnéticas, es un fuerte indicio que a bajas temperaturas, esta familia de compuestos, no presenta orden magnético de largo alcance. Para todos los compuestos de la serie se hicieron medidas de magnetización (M) en función de la  temperatura (T) y a un campo magnético de 5000 Oe. Para algunos casos se observa una importante contribución del paramagnetismo de la tierra rara. Los ajustes de la inversa de la susceptibilidad en función de la temperatura tienen un comportamiento del tipo Curie-Weiss. En esta región de alta temperatura, el ajuste con una ley de Curie-Weiss muestra valores de CW (temperatura de Curie-Weiss) negativos en todos los casos. Esto indica que la interacción predominante entre los iones magnéticos presentes es antiferromagnética (AFM). Por otro lado, con el objetivo de separar los efectos provenientes del subsistema Cr-Mn del subsistema tierra rara, se realizaron medidas de M vs. T a 100 Oe para toda la serie después de enfriar con campo magnético y sin campo (FC y ZFC). Aunque el magnetismo es muy importante en algunos miembros de la serie, como temperatura de orden del subsistema Cr-Mn se tomó la separación entre las curvas de magnetización de tipo FC y ZFC. La temperatura de orden AFM (TN) de corto alcance para cada muestra en función del radio iónico del catión R, muestra una dependencia lineal. Esta dependencia indica una fuerte correlación entre el magnetismo del subsistema Cr-Mn y los cambios en las dimensiones de la estructura cristalina. Principalmente las distancias y/o los ángulos entre los cationes de metales de transición afectan directamente la temperatura de orden magnético del sistema. Como conclusión podemos decir que el magnetismo de estos materiales está controlado por la magnitud y competencia de las interacciones magnéticas y de parámetros estructurales como el tamaño del catión R3+.