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Title: Síntese e caracterização das ludwigitas Co2FeO2BO3 e Co5Ti(O2BO3)
Authors: Heringer, Magno de Assis Verly
metadata.dc.contributor.advisor: Sánchez Candela, Dalber Ruben
metadata.dc.contributor.members: Rocco, Daniel Leandro
Nunes, Wallace de Castro
Issue Date: 2013
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Citation: HERINGER, Magno de Assis Verly. Síntese e caracterização das ludwigitas Co2FeO2BO3 e Co5Ti(O2BO3). Niterói, 2013. 1 CD-ROM Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) - Universidade Federal Fluminense, Instituto de Física, 2013.
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. Neste trabalho sintetizamos e estudamos as propriedades estruturais e magnéticas das ludwigitas heterometálicas Co2FeO2BO3 e Co5Ti(O2BO3)2 utilizando as técnicas experimentais de difração de raios-X e espectroscopia Mössbauer. Neste trabalho conseguimos sintetizar monocristais de Co2FeO2BO3 e Co5Ti(O2BO3)2, esta última dopada com 1% de 57Fe (sonda Mössbauer). Experimentos de difração de raios X a temperatura ambiente nestes compostos confirmaram a formação da estrutura da ludwigita. Medidas de espectroscopia Mössbauer a temperatura ambiente mostraram que o Fe entra nos sítios 1, 2 e 4 da ludwigita Co2FeO2BO3, preferencialmente nos sítios 2 e 4. Não foram encontradas evidencias de distorção estrutural nestes compostos. Experimentos Mössbauer a baixas temperaturas mostraram que uma transição magnética acontece em 114K no Co2FeO2BO3. Os espectros Mössbauer alargados abaixo de 114K indicam uma estrutura magnética desordenada que atribuímos a efeitos de frustração magnética. A 4,2K o espectro magnético consiste de 6 linhas bem definidas permitindo um ajuste com 5 sítios magnéticos, mostrando que o sistema vai para um estado magnético mais ordenado. Estes resultados estão em concordância com os resultados de magnetização e calor específico encontrados na literatura. Esta é a primeira vez que uma técnica local (Mössbauer) oferece informação sofre efeitos de frustração magnética neste composto. Através da espectroscopia Mössbauer esperamos obter um tipo de informação semelhante para o Co5Ti(O2BO3)2 o qual exibe um comportamento vidro spin abaixo de 19 K. Neste trabalho não foi possível realizar experimentos Mössbauer neste composto devido à falta de tempo de máquina no laboratório de espectroscopia Mössbauer do CBPF. Estas medidas serão continuadas nas instalações do IF/UFF quando o sistema Mössbauer adquirido recentemente, ficar operativo.
metadata.dc.description.abstractother: The oxyborates, in particular the ludwigitas with formula M2+2M´+3O2BO3 have attracted considerable attention due to their complex magnetic properties determined by the combination of strong correlations and low dimensionality effects. In this work we synthesized and studied the structural and magnetic properties of the heterometallic ludwigitas Co2FeO2BO3 and Co5Ti(O2BO3)2 using X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy techniques. Here we synthesized single crystals of Co2FeO2BO3 and Co5Ti(O2BO3)2, the latter doped with 1% of 57Fe (Mössbauer probe). Room temperature X ray diffraction experiments on these compounds confirmed the formation of the ludwigita structure. Room temperature Mössbauer spectroscopy measurements shown that Fe3+ ions occupy sites 1, 2 and 4 in the ludwigita Co2FeO2BO3 structure, preferentially in sites 2 and 4. No evidence of structural distortion was observed in these compounds. Low temperature Mössbauer experiments have shown a magnetic transition at 114K for Co2FeO2BO3. Below 114K the Mössbauer spectra broadens magnetically and a hyperfine magnetic distribution is necessary to fit the spectra. This result indicates a disorder magnetic structure which is attributed to effects of magnetic frustration taking place at low temperature in this compound. These results are in agreement with the results of magnetization and specific heat found in the literature. On the other hand, lowering the temperature close to ~4K the system seems to go to a more ordered magnetic state, this fact is reflected in the Mössbauer spectra at 4.2K which consists of 6 clear lines and its fitting requires only 5 magnetic sites. Using Mössbauer spectroscopy we expect to get similar information for Co5Ti(O2BO3)2 which exhibits a spin glass behavior below ~19K. Unfortunately it was not possible perform Mössbauer experiments in this compound due to lack of machine time at CBPF Mössbauer spectroscopy laboratory. We will continue these Mössbuer experiments at the IF-UFF laboratories which acquired recently a new Mössbauer spectrometer.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11550
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