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Title: Magnetism from intermetallics and perovskite oxides
Authors: Caraballo Vivas, Richard Javier
metadata.dc.contributor.advisor: Reis Junior, Mario de Souza
metadata.dc.contributor.members: Reis Junior, Mario de Souza
Guimarães Filho, Alberto Passos
Pirota, Kleber Roberto
Muniz, Roberto Bechara
Nunes, Wallace de Castro
Issue Date: 7-Mar-2017
Abstract: The purpose of this thesis is to elaborate intermetallic alloys and perovskites oxides, in order to understand the magnetic properties of these samples. Specifically, the intermetallic alloys with boron YNi4−xCoxB samples and Co2FeSi and Fe2MnSi1−xGax Heusler alloys were fabricated by arc melting furnace. The sol-gel method was implemented for the synthesis of perovskite oxides of cobalt Nd0.5Sr0.5CoO3 and manganese La0.6Sr0.4MnO3. YNi4−xCoxB was studied in order to explore the magnetic anisotropy originated in 3d sublattice of these samples. Here, we associate the anisotropy with the Co ocupation, due to the non-magnetic nature of yttrium and the non-contribution to the anisotropy of Ni ions. From the ocupation models for Co ions and magnetic measurements, we explained the magnetic behavior of these samples. We develop investigations on structural, magneti and half-metallic properties of Co2FeSi and Fe2MnSi1−xGax Heusler alloys. The Co2FeSi is a promising material for spintronic devices, due to its Curie temperature above 1000 K and magnetic moment lose to 6μB. However, these properties can be influenced by the atomic disorder. Through anomalous X- ray diffraction and Mösbauer spectros copy, we obtained the atomic disorder of the Co2FeSi, and the density functional theory calculations provided information about the influence of the atomic disorder in their half-metallic properties. On the order hand, we also explored the behavior of the magnetic and magneto caloric properties with the increased of the valence electron number in the Fe2MnSi1−xGax Heusler alloys. In addition, we explored the structural and magnetic properties of perovskite oxides of the ABO3 type, mainly the Nd0.5Sr0.5CoO3 cobaltite and La0.6Sr0.4MnO3 manganite. For Nd0.5Sr0.5CoO3, we focus in establishing its spin state configuration, for the Co3+ and Co4+,finding for both intermediate states. Also, we clarfied their intrigue magnetic order, obtaining a ferromagnetic material. The La0.6Sr0.4MnO3 nanoparticles were synthesized in order to explore the effect of size on their properties. We found that the reduction of the nanoparticles size tends to broaden the paramagnetic to ferromagnetic transition, as well as promoting magnetic hysteresis and causing a remarkable change to the magnetic saturation.
metadata.dc.description.abstractother: O objetivo desta tese é elaborar ligas intermetalicas e oxidos perovskitas, afim de compreender as propriedades magnéticas dessas amostras. Especificamente, as ligas intermetalicas com boro YNi4−xCoxB e as ligas Heusler de Co2FeSi e Fe2MnSi1−xGax foram fabricadas pelo forno de fusão a arco. O metodo sol-gel foi implementado para a sintese dos óxidos perovskitas de cobalto Nd0.5Sr0.5CoO3 e manganes La0.6Sr0.4MnO3. YNi4−xCoxB foi estudado a fim de explorar a asisotropia magnetica na sub-rede 3d nestas amostras. Aqui, associamos a anisotropia com a ocupação Co, devido à natureza não magnética do ítrio e à não contribuição para a anisotropia dos íons de Ni. A partir dos modelos de ocupação para os íons de Co e medidas magnéticas, explicamos o comportamento magnético destas amostras. Desenvolvemos investigações sobre propriedades estruturais, magnéticas e semi-metálicas das ligas de Co2FeSi e Fe2MnSi1−xGax Heusler. O Co2FeSi é um material promissor para dispositivos espintrônicos, devido à sua temperatura de Curie acima de 1000 K e momento magnético próximo de 6 μB. No entanto, essas propriedades podem ser influenciadas pela desordem atômica. Através da difração anômala de raios-X e da espectroscopia Mössbauer, obti vemos a desordem atômica do Co2FeSi, e os cálculos da density functional theory forneceram informações sobre a ifluência da desordem atômica em suas propriedades semi-metálicas.Também exploramos o comportamento das propriedades magnéticas e magneto calóricas com o aumento do número de elétrons de valência nas ligas Heusler de Fe2MnSi1−xGax. Além disso, exploramos as propriedades estruturais e magnéticas dos óxidos de perovskita do tipo ABO3, principalmente a cobaltita de Nd0.5Sr0.5CoO3 e a manganita de La0.6Sr0,4MnO3. Para Nd0.5Sr0.5CoO3, focamos em estabelecer sua configuração de estado de spin, para o Co3+ e Co4+, encontrando para ambos os estados de spin intermediários. Além disso, esclarecemos sua intrigante ordem magnética, obtendo que é um material ferri-magnético. As nanopartículas de La0,6Sr0,4MnO3 foram sintetizadas para explorar o efeito do tamanho em suas propriedades. Encontramos que a redução do tamanho das nanopartículas tende a alongar a transição ferromagnética para paramagnética, além de promover histerese magnética e causar uma notável mudança na saturação magnética.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6285
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