IFLP   13074
INSTITUTO DE FISICA LA PLATA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Propiedades estructurales, electrónicas magnéticas e hiperfinas de MgFe2O4. Del volumen a la superficie.
Autor/es:
MEDINA CHANDUVÍ H.H.; L.A. ERRICO; A.V. GIL REBAZA; A.M. MUDARRA NAVARRO
Reunión:
Congreso; 105a Reunión de la Asociación Fı́sica Argentina ? 105a RAFA; 2020
Resumen:
Las ferritas (MFe 2 O 4 ) son una de las familias de materiales magnéticos más estudiados tanto desde el punto de vista básico como aplicado. Las ferritas cristalizan en la estructura espinela y poseen dossitios para los cationes, A y B. Esta caracterı́stica hace que sus propiedades magnéticas de estos óxidos dependan de la distribución de cationes en las subredes de sitios A y B. El acoplamiento magnético entrelos cationes es de superintercambio vı́a mediación con los oxı́genos, dando como resultado acoplamientos A-O-A, B-O-B y A-O-B, donde A y B representan los sitios estructurales. En los casos en que M es un metal no magnético (Zn, Ti, etc.) y las estructura es normal (los Fe ocupan sólo los sitios B), los iones magnéticos forman una red tipo pirocloro que presenta frustración geométrica y únicamente se dan débiles interacciones B-O-B, lo que da lugar a bajas temperaturas de orden y a un estado fundamental altamente degenerado, pudiendo presentarse ordenamientos magnéticos antiferromagnéticos, ferrimagnéticos o de tipo vidrio de espı́n a bajas temperaturas. A medida que el número de iones Fe en sitios A se incrementa se producen cambios en la interacción Fe-Fe y por ende en la respuesta magnética del sistema. En este aspecto, recientemente hemos demostrado, vı́a cálculos de primeros principios, simulaciones Monte Carlo y experimentos que en el caso de una ferrita normal como ZnFe2O4 la presencia de defectos (vacancias de oxı́geno, inversión catiónica, reducción de las dimensiones) da lugar a unarespuesta ferromagnética del sistema aún a altas temperaturas. En el presente trabajo, reportamos los resultados del estudio de las propiedades estructurales, magnéticas e hiperfinas de la ferrita de Mg,MgFe2O4 a partir de cálculos de primeros principios basados en la Teorı́a de la Funcional Densidad (DFT) y el método Full Potential - Linearized Augmented PlaneWave (FP-LAPW). Esta ferrita se reporta como invertida (sitios A ocupados por Fe y los B por Fe y Mn en igual proporción). Con el fin de determinar el estado fundamental estructural y magnético exploramos sistemas con diferentes grados de inversión catiónica, distribución de iones Mg y Fe en la subred de sitios A y B y diferentes configuraciones magnéticas. Estos estudios en el sistema volumétrico han sido la base para poder avanzar hacia el estudio de la superficie de la ferrita de Mg. Hemos considerado diferentes terminaciones superficiales teniendo en cuenta en todos los casos las reconstrucciones estructurales. Nuestros resultados muestranque la superficie más estable es invertida, expone Fe, Mn y O, presenta una muy fuerte reconstrucción.Esta superficie es metálica y presenta un momento magnético neto, dando lugar a un sistema ferrimagnético. Nuestras predicciones para las propiedades hiperfinas en sitios Fe se encuentran en muy buen acuerdo con los resultados experimentales reportados en la literatura, avalando nuestro modelo para la superficie de MnFe2O4 .