INVESTIGADORES
BERCOFF Paula Gabriela
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelo de correlación entre propiedades magnéticas y estructurales de ferrita de Mn-Zn dopada con Li
Autor/es:
M. ARANA; P. G. BERCOFF; V. GALVÁN
Lugar:
Bariloche
Reunión:
Otro; VII Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía (AACr); 2011
Resumen:
Se caracterizaron nanopartículas de ferrita de Mn-Zn de la forma Li0,5xZn0,6-xMn0,4Fe2O4
para x= 0,0; 0,1; 0,2 y 0,4; sintetizadas por sol-gel y autocombustión y
calcinadas en atmósfera de Ar a 1000ºC durante dos horas.
Se caracterizaron morfológica, estructural y magnéticamente las muestras
obtenidas de los tratamientos térmicos. La caracterización estructural se
realizó con un difractómetro de rayos X. Mediante el uso del programa X-Pert,
se encontró que se formaron óxidos de hierro y de zinc como fases secundarias,
además de la ferrita, los cuales disminuyen su concentración con el incremento
del contenido de Li hasta obtener una muestra monofásica para la mayor cantidad
de litio incorporada. La caracterización magnética se realizó con un
magnetómetro de muestra vibrante, obteniéndose ciclos de histéresis que
revelaron el comportamiento ferrimagnético esperado y un aumento en la
magnetización de saturación en función de x, que va de 63,0 emu/g para la
muestra sin litio a 101,5 emu/g para la muestra con x=0,4. En el análisis por
microscopía electrónica de barrido de las muestras se observan cambios
significativos en el tamaño y la morfología de las partículas con el incremento
de iones de Li.
El efecto observado en las propiedades estructurales y magnéticas con la
incorporación de iones de Li, se explica teniendo en cuenta que la ocupación
catiónica entre los sitios octaédricos y tetraédricos en ferritas espinelas es
muy sensible al elemento dopante. Por lo tanto, se utilizó el método de
Rietveld a través del programa Topas para
refinar los espectros de difracción de las muestras e incorporar un modelo de
distribución catiónica que justifique las propiedades magnéticas observadas en
función del contenido de Li.
Se encontró que los iones de Li+ y Zn2+, ambos no
magnéticos, ocupan ambos sitios tetraédricos (A) y octaédricos (B) pero con una
preferencia por los sitios A a medida que se incrementa el contenido de litio.
Además se encontró que los iones de Mn se encuentran en estado de oxidación
divalente y trivalente; la presencia de iones de Mn3+, provoca una
presencia de Fe2+, ambos con
momento magnético de 1μB menor al que presentan los iones de Mn2+
y Fe3+. Esto se pronuncia con el incremento del contenido de Li.
Los
dos últimos efectos mencionados justifican el incremento de la magnetización en
función del contenido de Li, obteniéndose mediante el método de Rietveld la
correlación esperada entre propiedades magnéticas y estructurales con el modelo
de distribución catiónica.