SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES MULTIFERROICOS BASADOS EN BiFeO3

ADRIÁN CRISTÓBAL; PAULA BERCOFF ; CINTHIA RAMOS; PABLO BOTTA

Jornada; JONICER 2015; 2015

Los materiales multiferroicos son sólidos en los que existe un acoplamiento entre los parámetros de orden magnético y eléctrico. Esta característica permite utilizar un campo eléctrico (magnético) para controlar el ordenamiento magnético (eléctrico) en un material, lo que resulta de gran interés en aplicaciones tecnológicas, en especial en la industria de almacenamiento de datos [1-2]. El BiFeO3 es particularmente interesante porque presenta altas temperaturas de Curie (1100 K) y de Néel (643 K). Sin embargo, la preparación del sólido policristalino puro presenta dificultades debido al estrecho rango de temperaturas donde es estable y a la presencia de fases secundarias de estequiometria variada. Este trabajo presenta la síntesis de Bi1-xLaxFeO3 (0 ≤ x ≤ 0.6), realizando una modificación al método de McCormick [3] por activación mecanoquímica de cloruros metálicos e hidróxido de sodio. La reacción ocurre a temperatura ambiente, obteniéndose Bi1-xLaxFeO3 (BLFO) nanocristalino de baja cristalinidad y NaCl. Luego de la activación se realiza un tratamiento térmico a 600ºC que favorece la cristalización de la fase buscada. Un posterior lavado y filtrado permite la eliminación del subproducto de NaCl. Los sólidos obtenidos fueron caracterizados mediante diversas técnicas. Los difractogramas de rayos X muestran un corrimiento de los picos de la fase BiFeO3 hacia ángulos mayores a medida que la cantidad de La se incrementa, indicando una contracción de la celda unidad. Las imágenes por HRTEM revelan la formación de partículas de tamaño nanométrico. Por DSC se observa la transición antiferromagnética ? paramagnética de Néel, cuya temperatura se incrementa con el contenido de lantano incorporado a la estructura. Mediante DTA se observa un ancho pico endotérmico a 820ºC (transición de Curie), que se desplaza hacia mayores temperaturas con el reemplazo sucesivo de bismuto por lantano. Las medidas magnéticas muestran un comportamiento antiferromagnético alabeado con una coercitividad relativamente elevada. [1] ?New routes to multiferroics? C.N.R. Rao et al., J. Mater. Chem. 17 (2007) 4931-4938. [2] ?Ferroelectricity in a pure BiFeO3 ceramic? M.M. Kumar et al., Appl. Phys. Lett. 76 (2000) 2764-2766. [3] ?Mechanochemical synthesis of nanoparticles? T. Tsuzuki et al., J. Mater. Sci. 39 (2004) 5143-5146