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Title: Ordenamento magnético local nas ludwigitas Co5M(O2BO3)2 M= Fe, Ti, Sn e Al
Authors: Heringer, Magno de Assis Verly
metadata.dc.contributor.advisor: Sanchez Candela, Dalber Ruben
metadata.dc.contributor.members: Rocco, Daniel Leandro
Continentino, Mucio Amado
Issue Date: 2015
Citation: HERINGER, Magno de Assis Verly. Ordenamento magnético local nas ludwigitas Co5M(O2BO3)2 M=Fe,Ti, Sn e Al. 2015. 127 p. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal Fluminense, Instituto de Física, Niterói , 2015.
Abstract: Os oxiboratos, em particular as ludwigitas com fórmula geral M2+2M´+3O2BO3, têm atraído considerável atenção devido a suas propriedades magnéticas complexas, determinadas pela combinação de fortes correlações e efeitos de baixa dimensionalidade. Apesar de alguns destes compostos terem sido amplamente estudados, pouca informação se tem sobre suas estruturas magnéticas. Neste trabalho, estudamos as propriedades estruturais e magnéticas da série de ludwigitas heterometálicas Co5M(O2BO3)2, (M= Fe, Ti, Sn e Al) utilizando as técnicas experimentais de difração de raios X, XPS, MEV, EDX, magnetização, e espectroscopia Mössbauer. Monocristais de todos os compostos acima citados foram sintetizados com sucesso. Medidas de raios X e magnetização mostraram que a dopagem dos compostos com 1% de 57Fe (sonda Mössbauer), não alterou as suas propriedades estruturais e magnéticas. Medidas de espectroscopia Mössbauer a temperatura ambiente mostraram que os Fe+3 entram em três sítios cristalográficos de todas as ludwigitas aqui estudadas, preferencialmente nos sítios 2 e 4 e uma pequena parcela no sítio 1 (entre 5 - 15 %). Experimentos Mössbauer a baixas temperaturas, mostraram uma transição magnética em ~114K para o Co2FeO2BO3. Esta ordem magnética foi relacionada com um ordenamento parcial da escada 4-2-4, similar ao que ocorre no composto homometálico Fe3O2BO3. Abaixo de 113K a aparição de um espectro com uma distribuição de campos magnéticos hiperfinos é atribuído a um congelamento de spin dos íons remanentes como apontado por medidas de magnetização. A 4.2K o sistema vai para um estado ordenado com uma estrutura magnética complexa. Para o Co5Ti(O2BO3)2 medidas magnéticas e de calor específico apontam este composto como sendo vidro-spin. Porém, medidas de espectroscopia Mössbauer em 4.2K mostraram uma ordem magnética local na escada 4-2-4, enquanto que uma desordem magnética parece ter lugar (vidro-spin) na escada 3-1-3. espectro Mössbauer do Co5Sn(O2BO3)2 a 4.2K é consistente com um composto completamente ordenado, já o Co6-xAlx(O2BO3)2 parece ter uma estrutura magnética similar ao do Co2FeO2BO3 a 4.2K.
metadata.dc.description.abstractother: The oxi-borates, in particular the ludwigites with general formula M2+2M´+3O2BO3, have attracted considerable attention due to its complex magnetic properties, determined by the combination of strong correlations and low dimensionality effects [1]. Although some of these compounds have been widely studied, little information about their magnetic structures is known. In this work we report the synthesis and a structural and magnetic characterization of the ludwigites Co5M(O2BO3)2 (M = Fe, Ti, Sn and Al) using the experimental techniques of X-ray diffraction, XPS, MEV, EDX, magnetization and Mössbauer Spectroscopy. Single crystals of all compounds mentioned above were successfully synthesized. Measurements of X-ray and magnetization showed that doping with 1% of 57Fe (Mössbauer probe), did not alter its structural and magnetic properties. Mössbauer spectroscopy experiments at room temperature have shown that Fe+3 occupy sites 1,2 and 4 in all ludwigites studied here, preferably sites 2 and 4 and a small fraction goes to site 1 (between 5 - 15%). Low temperatures Mössbauer experiments have shown a magnetic transition at ~ 114K for Co2FeO2BO3. This magnetic order was related to a partial ordering of ladder 4-2-4, similar to what occurs in the compound homometallic Fe3O2BO3. Below 114K the appearance of Mössbauer spectra with a distribution of hyperfine magnetic fields is attributed to a spin freezing of the remaining magnetic ions. At 4.2 K the system seems to go to an ordered state with a complex magnetic structure. In spite that Co5Ti(O2BO3)2 behaves as a spin glass system at low temperature the Mössbauer spectroscopy measurement at 4.2 K indicate a local magnetic order in 4-2-4 ladder. The 4.2K Mössbauer spectrum of Co5Sn(O2BO3)2 is consistent with a fully ordained system. The magnetic structure of Co6-xAlx(O2BO3)2 at 4.2K seems to be similar that of Co2FeO2BO3.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/10102
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