Estudio de las propiedades estructurales y magnéticas del multiferroico YBaCu1−xMxFeO5 sustituido con M = Ni y Co

LOHR J.; FRANCO D.G.; GEUNA A.; URRETAVIZCAYA, G.; AURELIO G

Bariloche

Congreso; 107a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

AFA

Los compuestos multiferroicos son de gran interés, en particular aquellos en los cuales el orden magnético está acoplado con el orden eléctrico. Uno de los orígenes para el acoplamiento magnetoeléctrico es el ordenamiento magnético no colineal de espines, por ejemplo, el de tipo espiral. Este tipo de ordenamiento rompe la simetría de inversión, permitiendo que aparezca una polarización eléctrica espontanea fuertemente acoplada al magnetismo. Un sistema que ha despertado gran interés es el ´oxido complejo YBaCuFeO5 que presenta dos fases magnéticas ordenadas, una antiferromagnética colineal por debajo de TN1 ∼ 450 K y otra de tipo espiral (cicloide) cuya temperatura de orden TN2 se puede sintonizar en función del desorden catiónico Cu/Fe entre 160 K y 315 K. [1,2] Esto lo convierte en uno de los pocos óxidos en donde se forma una fase magnética tipo espiral a temperaturas próximas a ambiente, volviendo a este compuesto muy atractivo para aplicaciones magnetoeléctricas. Se ha observado un pico en la permitividad eléctrica en la región de TN2 independiente de la frecuencia, así como una polarización espontánea y reversible a la temperatura de orden espiral, que depende del campo magnético externo aplicado. [3,4]La síntesis de estos materiales se lleva a cabo calentando a alta temperatura (por encima de 1300 K) los óxidos de los elementos constituyentes. Se ha observado un notable efecto en la temperatura de orden espiral del material de la tasa de enfriamiento desde la temperatura de síntesis, producto del desorden Cu/Fe inducido. Tasas de enfriamiento rápido llevan a temperaturas de orden por encima de temperatura ambiente, TN2 ∼315 K. [5] En este trabajo se presentarán resultados preliminares sobre un estudio del efecto de la sustitución catiónica con otros iones magnéticos en el sitio del Cu tomando como referencia el compuesto YBaCuFeO5 con mayor grado de desorden, y por ende mayor temperatura de transición TN2. Se analizarán las consecuencias en la estructura cristalográfica como en las propiedades magnéticas de los compuestos con distintos porcentajes de sustitución Cu-Co y Cu-Ni, y obtenidos en distintas condiciones de síntesis. Se presentarán medidas estructurales obtenidas a partir de datos de rayos X en función del porcentaje de sustitución y tipo de síntesis. Además, se mostrará que las mediciones de magnetización DC indican una fuerte dependencia del orden espiral con la sustitución catiónica.[1] Caignaert, V. Mirebeau, I. Bour´ee, F. Nguyen, N. Ducouret, A. Greneche, J. M. Raveau, B. Journal of Solid State Chemistry Volume 114, Issue 1, (1995), Pages 24-35.[2] Morin, M., Scaramucci, A., Bartkowiak, M., Pomjakushina, E., Deng, G., Sheptyakov, D., ... Medarde, M. (2015). Physical Review B, 91(6), 064408.[3] B. Kundys, A. Maignan, and Ch. Simon. Appl. Phys. Lett. 94, 072506 (2009).