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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Estudo e determinação de relações estrutura-propriedades do composto TbMnO3
Autor(es): Gustavo Sanguino Dias
Palavras-chave [PT]:

Materiais multiferróicos. Magnetoelétricos. Manganita de térbio. Brasil.

Ivair Aparecido dos Santos [Orientador] - UEM Antônio Medina Neto - UEM Ducinei Garcia - UFSCar Fabiano Yokaichiya - IPEN Juraci Aparecido Sampaio - IPEN

Resumo: Neste trabalho, amostras policristalinas de TbMnO3 obtidas por moagem em altas energias, foram sintetizadas em três diferentes atmosferas: Argônio, Oxigênio e atmosfera livre (ao ar), com o intuito de compreender as relações estrutura-propriedades e verificar a influência da atmosfera de síntese em suas propriedades físicas. Estudos de difração de raios X e de nêutrons de alta resolução revelaram a contração da célula unitária ortorrômbica do TbMnO3, majoritariamente ao longo do eixo b, para as amostras sintetizadas em atmosfera de Oxigênio e ao ar. Contudo, nenhuma mudança de valência dos íons de Mn foi constatada nas análises de espectroscopia de absorção de raios X. Os estudos de difração de nêutrons demonstram que a sub-rede de íons de Mn de todas as amostras apresenta um ordenamento antiferromagnético senoidal na fase antiferromagnéticaparaelétrica, abaixo de 41 K, e uma ordem cicloidal abaixo de 27 K, com direção de propagação ao longo do eixo b. Uma vez que o ordenamento magnético devido à sub-rede de íons de Mn do TbMnO3 é governado pela competição entre interações ferromagnéticas de supertroca entre primeiros vizinhos e interações antiferromagnéticas de supertroca entre segundos vizinhos de Mn, a contração da célula unitária do TbMnO3 ao longo do eixo b favorece a interação multiferromagnética de supertroca entre segundos vizinhos, provocando a redução da resposta magnética das amostras sintetizadas em atmosfera de Oxigênio e ao ar. Essa contração também promove a redução da diferença de energia entre a banda de valência e a banda de condução, resultando em perdas dielétricas maiores e menores valores de constante dielétrica para as amostras sintetizadas em atmosfera de Oxigênio e ao ar em relação à amostra sintetizada em atmosfera de Argônio. As análises dielétricas também revelaram a presença de processos de relaxação relacionados ao salto de portadores de carga no interior e nos contornos de grão, que formam cargas espaciais que, consequentemente, levam a uma resposta dielétrica aparentemente gigante à temperatura ambiente. Abstract: In this work, policrystalline TbMnO3 samples, processed by high-energy ball milling, were synthesized in three distinct atmospheres: Argon, Air and Oxygen, for understanding the structure- properties correlations in these materials and the influence of synthesis atmosphere on their physical properties. High-resolution X-ray and neutron diffraction studies revealed the contraction of TbMnO3 unit cell, mainly along the orthorhombic b-axis, for samples synthesized in Air and Oxygen. However, no changes of the Mn valence were observed in the X-ray absorption spectroscopy analyzes. The Neutron powder diffraction studies showed that the Mn sublattice of all TbMnO3 samples exhibit a sinusoidal antiferromagnetic behavior in the antiferromagnetic-paraelectric phase, below 41 K, and a cycloidal noncollinear phase below 27 K, with a propagation direction along the b-axis. As the magnetic ordering of TbMnO3 is governed by the competition between ferromagnetic nearest-neighborhood and antiferromagnetic nextnearest-neighborhood superexchange interactions of Mn ions, the contraction of TbMnO3 unit cell along the b-axis favors the antiferromagnetic near-next- eighborhood superexchange interaction leading to a decrease of the magnetic response for TbMnO3 samples synthesized in Oxygen and Air. This contraction also promotes the reduction of the energy gap between valence and conduction bands, resulting in higher dielectric losses and smaller dielectric constants for Oxygen and Air synthesized samples in comparison to the Argon synthesized one. Dielectric analyzes also revealed the presence of relaxation processes related to the hoopping of charge carriers in grain and grain boundaries, which forms space charges that, consequently, results in an apparent giant dielectric response at room temperature.

Idioma: Português Data de Publicação: 2013 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Ivair Aparecido dos Santos Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Programa de Pós-Graduação em Física Nível: Tese (doutorado em Física)/ UEM:

Responsavel: admin
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: nicolaz_bordan_aranda_2013.pdf
Tamanho: 1592 Kb (1629714 bytes)
Criado: 18-08-2016 13:44
Atualizado: 19-08-2016 13:30
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