Materiales Multiferroicos basados en BiFeO3 dopados con itrio.Síntesis, propiedades magnéticas y eléctricas

L. M. SALEH MEDINA; G. A. JORGE; R. M. NEGRI

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Introducción: Los compuestos multiferroicos presentan simultáneamente propiedades (anti)ferro/ferri magnéticas y ferroeléctricas, otorgándoles alta potencialidad para su empleo en dispositivos en donde una propiedad es modificada por la otra. El desafío consiste en encontrar materiales en donde ambas propiedades se acoplen eficientemente. Objetivos: En primer lugar se buscó sintetizar compuestos multiferroicos basados en ferritas de bismuto (Bi) dopadas con itrio (Y) del tipo Bi(1-x)YxFeO3 mediante coprecipitación en medio básico y por método citrato. Como segundo objetivo se investigaron algunas propiedades magnéticas y eléctricas de dichos compuestos. Resultados: Se realizaron estudios de caracterización por XRD, SEM, EDS y DSC. Solamente en el caso de los compuestos obtenidos por coprecipitación se obtuvieron estructuras de alta pureza y buena cristalinidad. Mediante VSM y SQUID se estudiaron las propiedades magnéticas, observándose variación con el grado de dopaje con itrio. Los compuestos dopados con itrio presentan mayor magnetización que el compuesto sin dopar (BiFeO3). Por ejemplo, la magnetización a campo máximo medido (18 KGauss) aumenta al incrementar el dopaje hasta un 15% de itrio. Las muestras presentan comportamiento antiferromagnético a temperatura ambiente hasta un 15% de itrio. Para dopajes mayores al 15% se observan apartamientos del comportamiento ferrimagnético, por ejemplo a 20 % el comportamiento es superparamagnético. En cuanto a la caracterización eléctrica, la conductancia en corriente continua y la impedancia eléctrica (entre 1Hz y 1 MHz) de pastillas de dichos materiales varían al dopar con itrio aunque no se ha determinado una tendencia clara al momento. Los datos de impedancia se ajustaron los datos por un modelo de resistencia y capacitor en paralelo obteniéndose constantes dieléctricas entre 10 y 130 según el dopado. Se ha encontrado una correlación inversa entre la magnetización de remanencia y la conductividad eléctrica al variar el dopaje. Estos compuestos fueron incorporados en diversos polímeros (principalmente polidimetilsiloxano) buscando, mediante aplicación de campos magnéticos y eléctricos, alinear los mismos dentro de los compositos para obtener films con propiedades magnéticas y eléctricas anisotrópicas que puedan ser utilizados en dispositivos magneto- eléctricos. Conclusiones: Se lograron sintetizar compuestos multiferroicos Bi(1-x)YxFeO3 cristalinos con alta pureza La magnetización varía con el porcentaje de Y. El análisis de las propiedades eléctricas y su incorporación en polímeros se encuentra en estado de desarrollo.