INVESTIGADORES
GIL REBAZA Arles Victor
congresos y reuniones científicas
Título:
Ferromagnetismo en el sistema ZnO hidrogenado
Autor/es:
O. VÁZQUEZ ROBAINA; A.V. GIL REBAZA; A.F. CABRERA; C.E. RODRÍGUEZ TORRES
Reunión:
Congreso; 105a Reunión de la Asociación Fı́sica Argentina ? 105a RAFA; 2020
Resumen:
En las últimas dos décadas, el descubrimiento de sólidos nominalmente no magnéticos que muestran orden magnético inducido por algún tipo de defectos ha aumentado continuamente [1]. La influencia de defectos en la activación del orden magnético ha atraı́do el interés de cientı́ficos experimentales y teóricos desde la observación de magnetismo tanto en materiales monoelementos como el grafito u óxidos binarios como ZnO, TiO 2 y otros óxidos puros o dopados [2-4]. En este trabajo se reportaevidencia directa de ferromagnetismo en polvos submicrométricos de ZnO hidrogenados [5] y se discute el origen del ferromagnetismo. La hidrogenación se realizó en un reactor sellado mediante tratamientostérmicos a alta presión. Observamos que la respuesta ferromagnética a temperatura ambiente puede activarse y desactivarse respectivamente mediante recocido térmico en atmósferas de H 2 y aire. A partirdel análisis de espectros XANES y de XMCD se observó que el hidrógeno se incorporó a la estructura ZnO actuando como un donante poco profundo que transfiere electrones a la banda de conducción (Zn4s). Las mediciones Raman evidenciaron distorsiones claras en los entornos quı́micos de los átomos Zn asociadas con la formación de defectos. Nuestros resultados sugieren que el magnetismo observadoes un fenómeno superficial probablemente relacionado con la formación de enlaces H-Zn (u O) sobre las superficies polares (0001) del ZnO. El origen del ferromagnetismo observado se explica a través de un modelo de hidrogenación de superficies polares de ZnO. Los resultados experimentales han sido complementado con estudios teóricos basado en la Teorı́a de la Funcional Densidad (DFT), donde se han calculado los sitios de adsorción preferencial del H sobre la superficie ZnO(0001), propiedades magnéticas del sistema y su dependencia con el nivel de cubrimiento de H sobre ZnO(0001), ancho de banda prohibida (band-gap) como también las frecuencias vibracionales Raman. Se ha encontrado una buena correlación entre los resultados experimentales y teóricos.