Magnetismo complejo del GdCoSi y sus aleaciones

MARTINEZ ALCALA, S.; FRANCO, D.; FASANO, Y.; SERENI, J.G.; CORNAGLIA, P.S.; GARCÍA, D.J.; PEDRAZZINI, P.

Mendoza

Congreso; (I+D+I MENDOZA-2021) I CONGRESO INTERUNIVERSITARIO I+D+I MENDOZA; 2021

Universidad Nacional de Cuyo

El estudio de los compuestos intermetálicos magnéticos basados en tierras raras es de relevancia fundamental tanto en el ámbito de las aplicaciones (en la fabricación de imanes permanentes, en refrigeración magnética, etc.) como en la investigación básica, donde su descripción ha requerido introducir nuevas ideas y conceptos físicos. Entre las distintas tierras raras, el gadolinio es particular pues se encuentra en el centro de la serie con una configuración [La]4f7, con su momento magnético asociado a la componente de espín S=7/2 (Gd3+). El Gd es uno de los pocos elementos magnéticamente ordenados a temperatura ambiente (TC=294 K), y su estudio ha tenido gran relevancia en diversas áreas de la Física de materiales magnéticos. La posibilidad que existe, mediante la síntesis y el estudio de materiales más complejos, es ?colocar? al Gd en distintos entornos químicos (dado por los elementos que lo acompañan en la formación de un compuesto) y de simetría (dado por la estructura en la cual cristaliza dicho compuesto). Esto afecta profundamente al magnetismo, encontrando compuestos de Gd con diversidad de tipos de órdenes y temperaturas características que varían en dos órdenes de magnitud. Aún así, y en forma bastante general, la descripción del magnetismo de compuestos de Gd es más sencillo que el de otras tierras raras, por lo que se los suele usar como compuestos de referencia.La familia de compuestos ternarios RTX (R=tierra rara, T=metal de transición, X=elemento p) está formada por un gran número de sistemas que cristalizan en un conjunto de estructuras cristalinas relacionadas, y presentan una importante variedad de comportamientos magnéticos según su formulación específica. Aún así, parecen haber ciertas sistemáticas cuando se consideran a todos los compuestos de la familia, entre ellas una evolución ?suave? de la temperatura de orden magnético en función del volumen de la celda unidad del sistema. Entre todos los compuestos de la familia, hemos elegido estudiar al sistema tetragonal GdCoSi para el cual la literatura referida al compuesto no logra saldar ciertas cuestiones básicas sobre su magnetismo: ¿ qué tipo de ordenamiento magnético presenta ? y ¿ cuál es su temperatura de orden ?Hemos iniciado un estudio del compuesto estequiométrico GdCoSi y sus aleaciones, buscando comprender el magnetismo en este sistema. En este trabajo presentaremos resultados del análisis de nuestras primeras muestras sintetizadas mediante un horno de arco a partir de los elementos puros. Los resultados incluyen mediciones de difracción de rayos X (para determinar la estructura cristalina) y mediciones de magnetización a bajas temperaturas en GdCoSi y dos aleaciones con Fe y Ni, que nos permiten analizar y comparar los distintos órdenes magnéticos encontrados en las muestras. Observamos un carácter ?mixto? ferro-antiferromagnético, con un momento ordenado reducido, en coincidencia con algunos resultados de la literatura. Se plantea entonces la complejidad del problema metalúrgico relacionado con la síntesis de estas aleaciones, que nos lleva a plantearnos alternativas respecto a los métodos de síntesis a ser utilizados en próximos ensayos.