Anomalías Vibracionales en Multiferroicos

N. E. MASSA; A. F. GARCÍA FLORES; EDUARDO GRANADO; L. DEL CAMPO; D. DE SOUSA MENESES; P. ECHEGUT; M. J. MARTÍNEZ-LOPE; J. A. ALONSO

Rosario, Sta. Fe

Congreso; 94 reunion anual de la Asociacion Fisica Argentina; 2009

Asociacion Fisica Argentina

RMn2O5 (R=Y, Bi, Tierras Raras- grupo espacial Pbam, Z=4)  conforman una familia de compuestos multiferroicos  cuyo  conocimiento cuantitativo permitirá el desarrollo de nuevos compuestos con coexistencia de ferroelectricidad y orden magnético a temperatura ambiente. La subredes de RMn2O5  constan de octaedros distorsionados (M4+, S=3/2), pirámides (Mn 3+, S=2) y un poliedro irregular (RO8) dentro del cual yace el catión R. La polarización ferroeléctrica, y el antiferromagnetismo (espiral) se consolidan a TC~TN ~40K. Aquí mostraremos los modos vibracionales internos revelan corrimientos anómalos en el entorno de 60K dependientes del radio iónico de R que interpretamos como consecuencia de interacciones espin-fonón. Este quebramiento en la pendiente de la dependencia de la temperatura también se manifiesta en la contraparte infrarroja en el amortiguamiento (phonon life times). Asociamos estos cambios a distorsiones de la red casi imperceptibles, cambios mínimos en la posición de los oxígenos, afectando los momentos dipolares eléctricos. El perfil de las bandas vibracionales infrarroja se estabiliza con la aparición del orden magnético del largo alcance debajo de 40 K. En contraste, en la fase ferroeléctrica en la perovskita BiFeO3, la única multiferroica bien documentada a temperatura ambiente,  TC ~1090 K , TN ~ 635 K,  tiene su red dominada un modo blando activo en el infrarrojo a semejanza de un ferroeléctrico clásico. Este sugiere un compromiso entre balance de interacciones de corto y largo alcance donde el orden magnético solo jugaría, si alguno, un rol secundario en la estabilización de la red.