Estudio del orden magnético de un monocristal de CaBaCo4O7

A. LARRALDE; E. POMJAKUSHINA; O. ZAHARCO; M. KENZELMANN; J. CURIALE; G. AURELIO; R.D. SÁNCHEZ

La Plata

Conferencia; 102a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

AFA Regional La PLata

p { margin-bottom: 0.25cm; line-height: 120%; }El óxido RBaCo4O7 , con R=Ca (CBCO-114), es un novedoso compuesto magnetoeléctricocon el mayor valor de polarización ferroeléctrica inducida pororden magnético reportado en los últimos años (17 mC/m 2 ) [1].Este compuesto pertenece a una familia de óxidos que presentanpropiedades eléctricas y magnéticas excepcionales, y que involucranfrustración magnética en un arreglo tridimensional de tetraedrosde Co. Las cobaltitas CBCO-114 cristalizan en el grupo espacial polarP bn2 1 que permite la existencia de una polarización eléctrica alo largo de la dirección c. No se han reportado transicionesestructurales de este compuesto en el rango de temperaturas entre 4y 293 K, y se cree además, que el ́oxido posee orden de carga.La evolución del orden magnético en función de la temperatura, esun tema que merece ser abordado. A pesar del arreglo de átomos deCo en celdas de geometría triangular y kagomé, que típicamentegeneran estados magnéticos frustrados, aparecen distorsionesortorrómbicas que permiten el desarrollo de orden magnético alargo alcance.Si bien a partir deestudios de Diffración de Neutrones de Polvo (NPD), se determinóque el orden de baja temperatura corresponde a una faseferrimagnética que involucra un arreglo no colinear de espines,esta estructura no ha sido a ́ un corroborada por mediciones enmonocristales, un método mucho más sensible para este tipo desistemas con un orden tan complejo. Otro aspecto que ha sido pocoexplorado es la presencia de correlaciones antiferromagnéticas, quepodrían manifestarse en correlaciones de corto alcance atemperaturas intermedias, y que ha sido observado por nuestro grupoutilizando NPD en compuestos ligeramente sustituidos con Sr, asícomo en otros compuestos relacionados. La ventaja de estudiarmonocristales es que nos permiten determinar la presencia ynaturaleza de este orden de corto alcance y su relación con laestructura magnética reportada.En este trabajoreportamos un estudio realizado en colaboración con el grupo deFísica del Estado Sólido del Paul Scherrer Institut (PSI) en Suiza,donde logramos crecer un monocristal de CBCO-114 utilizando un hornode zona flotante. Se investigó la estructura cristalina y magnéticade este monocristal utilizando la facilidad ZEBRA (Single CrystalNeutron Diffraction Instrument) en PSI. Se realizaron mediciones enel estado magnéticamente ordenado a baja temperatura (11 ± 2) K yen la zona paramagnética (100 ± 2) K. Se reportan tambiénestudios de magnetizacióon en función de la temperatura en ladirección a de este monocristal y el análisis mediante calorimetríadiferencial de barrido (DSC) a alta temperatura. Estas últimasdeterminaciones no habían sido reportadashasta la fecha.Nuestro trabajo confirma que la familia de compuestos 114 tiene altopotencial parael diseño demateriales magnetoeléctricos.[1]. V Caignaert etal, Phys. Rev. B 88 (2013) 174403.