Investigación teórico-experimental de propiedades físicas de los nuevos materiales multifuncionales AMXFe8O19 (A:Sr-Ba-Ca; M:Co-Mn; X:Ti-Zr)

Los compuestos multiferróicos presentan coexistencia de varios órdenes ferróicos, entre los cuales se destacan los estados asociados a la ferroelectricidad y el ferromagnetismo. Dicha coexistencia de órdenes, eléctrico y magnético, en un solo sistema físico ha generado gran interés en la física del estado sólido, la materia condensada, la electrónica de estado sólido y en varios campos científicos, debido a sus variadas aplicaciones tecnológicas. En este trabajo de investigación, se presenta un estudio detallado a nivel teórico-experimental de la familia de materiales multiferróicos del tipo AMXFe8O19 (A:Sr-Ba-Ca; M:Co-Mn; X:Ti-Zr), y de sus principales propiedades en la fase cristalográfica pura a temperatura ambiente T=300 K. La caracterización de la estructura cristalina, realizada por medio de medidas de difracción de rayos X (XRD), patrones de difracción de electrones (SAED) y análisis de refinamiento Rietveld, permitió establecer que el material cristaliza en una simetría tipo M-hexaferrita, con estructura hexagonal definida en el grupo espacial P63=mmc (#194, Z=2). La caracterización morfológica superficial y de microestructura realizada mediante las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), indicío un tama~no de partícula entre ~0.5-9 μm. Mientras que estudios semi-cuantitativos de composición, realizados mediante Dispersión de Energía de Rayos X (EDX), corroboran que la estructura M-hexaferrita en la fase cristalográfica pura fue obtenida correctamente. Resultados de magnetización M en función del campo magnético aplicado H, muestran que las propiedades y la configuración magnética de estos compuestos multiferróicos, están estrechamente relacionadas con la distribución de los iones en las cinco coordenadas cristalográficas de Wickoff, presentando ordenamiento ferromagnético a temperatura ambiente T=300 K. Los resultados de estructura hiperfina obtenidos mediante Espectroscopía Mӧssbauer para los compuestos CaCo2Ti2Fe8O19 y CaMn2Ti2Fe8O19, a T=300 K, muestran que los perfiles están caracterizados por sextupletes ligados a las posiciones cristalográficas ocupadas por los iones Fe3+, sugiriendo ordenamiento magnético a temperatura ambiente y temperatura de transición por encima de T=300 K. Finalmente, la caracterización eléctrica realizada mediante medidas de polarización eléctrica P, en función del campo aplicado E, permite determinar que las propiedades y la configuración eléctrica que da origen a la fase ferroeléctrica en estos multiferróicos, depende de la distribución de los iones en las cinco coordenadas cristalográficas de Wickoff, así como de las distorsiones estructurales que experimenta la red cristalina. Los resultados obtenidos mostrarón que los compuestos presentan propiedades ferroeléctricas a temperatura ambiente. Los resultados obtenidos permiten sugerir la manipulación de la estructura magnética a temperatura ambiente en el AMXFe8O19, por medio del campo eléctrico aplicado E.

• Autores: Triana Estupiñan, Carlos Augusto
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/75219
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/75219; http://bdigital.unal.edu.co/39736/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 53 Física / Physics; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Multiferróico; Ferromagnético; Magnetización; Polarización Eléctrica; Multiferroic; Ferromagnetic; Magnetization; Electric Polarization
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional