Resumo: Durante a última década tem-se dedicado uma considerável atenção às investigações de cristais do tipo perovskita que apresentam propriedades multiferroicas devido às suas possibilidades de aplicações em dispositivos multifuncionais. Nesta classe de materiais destaca-se o BiFeO3 por apresentar tanto ferroeletricidade como magnetismo em altas temperaturas. Uma das abordagens para melhorar as propriedades ferroelétricas e magnéticas do BiFeO3 é a síntese de soluções sólidas com outros materiais ferroelétricos. Neste trabalho optou-se a estudar o BiFeO3 puro, e as soluções sólidas (0,6)BiFeO3 – (0,4)PbTiO3 dopado com lantânio (La) e (1 – x)BiFeO3 – (x)BaTiO3 estas combinações melhoram as propriedades ferroelétricas e magnéticas, apenas modificando as concentrações dos seus precursores. Neste trabalho, foram preparadas amostras por meio das técnicas de co-precipitação e moagem de altas energias, a partir das amostras preparadas foram investigadas as estruturas, utilizando vários grupos espaciais até encontramos as estruturas estáveis, as técnicas utilizadas foram a difração raios X juntamente com o Método da Máxima Entropia (MEM) para o cálculo de densidades eletrônicas, a difração nêutrons de modo a investigar as propriedades estruturais e magnéticas, técnicas de XAFS (Espectroscopia de absorção fina de Raios X) para estudar a estrutura local. Logo após, foram realizados estudos de primeiros princípios das estruturas estáveis baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) utilizando o software SIESTA. A partir desta técnica foram feitas análises do comportamento das propriedades estruturais, elétricas e magnéticas desse sistema. E por fim, foram feitas as análises das densidades eletrônicas calculadas por MEM e DFT investigando a origem do ferroeletricidade, e partir das densidades eletrônicas podemos confirmar a atuação dos lone pairs distorcendo a estrutura.
Abstract: During the last decade it has devoted considerable attention to the research of perovskite crystals that have multiferroicas properties due to their possible applications in multifunctional devices. In this class of materials highlight the BiFeO3 to present both ferroelectricity and magnetism at high temperatures. One approach to improve the ferroelectric and magnetic properties of BiFeO3 is the synthesis of solid solutions with other ferroelectric materials. In this work we chose to study pure BiFeO3, and solid solutions (0.6) BiFeO3 - (0.4) PbTiO3 doped with lanthanum (La) and (1 - x) BiFeO3 - (x) BaTiO3 these combinations improve the properties ferroelectric, magnetic, changing only the concentrations of the precursors. In this work, different samples were prepared by the techniques of co-precipitation and milling of high energy, starting at prepared samples structures were investigated using different space groups to find the stable structures, In this context, this paper studied the crystal structures of these compounds using combinations of various techniques of structural characterizations. The diffraction techniques X – ray with the Maximum Method Entropy to calculate electron densities were used, the neutron diffraction order to investigate the structural and magnetic properties, techniques XAFS (X-ray absorption fine structure) to study the local structure. Soon after, studies were performed first principles of stable structures based on density functional theory (DFT) using the SIESTA software. From this technique we were made analysis of the behavior of structural, electrical and magnetic that system. Finally, we made the analysis of electron densities calculated by MEM and DFT investigating the origin of ferroelectricity, and from the electron densities can see confirm the acting of lone pairs distorting the structure. |