Orientador: Jose Antonio Sanjurjo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-26T01:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EduardoGranadoMonteiroda_D.pdf: 12945380 bytes, checksum: e522d607b444221ed1ae5b2590acd7d6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese são descritos estudos de espectroscopia Raman e magnetização-dc realizados em amostras cerâmicas de R1-xMxMnO 3+s (R = terra rara; M = Ca, Sr), com estrutura cristalina Perovskita, e X 2Mn2 O7 (X = Tl, In, e Y), com estrutura Pirocloro. Amostras pertencentes à primeira categoria apresentam fenômenos magnéticos complexos, entre eles a coexistência a uma dada temperatura de distintas fases magnéticas. Estudos de magnetização-dc em compostos que apresentam separação de fases, devido a fatores intrínsicos ou estrínsecos, são apresentados. Espectros Raman de compostos que se cristalizam na estrutura Pirocloro e em cada variante da estrutura Perovskita são estudados, sendo mapeados os espectros característicos de cada estrutura, incluindo os modos ativados em Raman por distorções locais ou cooperativas da rede cristalina. Mudanças estruturais com a variação da temperatura, que ocorrem para alguns compostos, são também estudadas através de espectroscopia Raman. Uma correlação entre as propriedades ópticas e magnéticas das manganitas é feita através do estudo do acoplamento spin-fônon nestes sistemas, que se manifesta na forma de anomalias nas frequências de alguns fônons em torno da temperatura de ordenamento magnético. Um formalismo geral para essa interação é apresentado. Informações sobre o magnet ismo das manganitas são assim obtidas pela técnica de espectroscopia Raman. Este método pode ser aplicado ao estudo de novos materiais magnéticos em geral, particularmente aqueles em que os mecanismos de troca envolvidos ainda não sejam bem compreendidos / Abstract: In this thesis, Raman-scattering and dc-magnetization studies on ceramic samples of RxMxMn3+s (R = rare earth; M = Ca, Sr) with Perovskite crystal structure, and X2Mn2O7(X = Tl, In, e Y) with Pyrochlore structure, are described. Some samples belonging to thefirst category present complex magnetic phenomena, among them a coexistence of distinct magnetic phases at a given temperature. Dc-magnetization studies in compounds that show phase separation, due to intrinsic or extrinsic origins, are presented. Raman spectra of manganites which crystallize in the Pyrochlore structure and in each variant of the Perovkite structure are studied, and the characteristic spectra of each structure are mapped, including Raman-activated modes by local or cooperative distortions of the crystal lattice. Structural changes with temperature, present in some of these compounds, are also studied by Raman spectroscopy. A correlation between optical and magnetic properties in manganites is achieved by studying the spin-phonon coupling in these systems, that is responsible for phonon frequency changes near the magnetic ordering temperature. A general formalism for this interaction is presented. Information about the magnetism of manganites are so obtained by Raman spectroscopy. This method can be applied to the investigat ion of new magnet ic materials in general, particularly those which exchange mechanisms are not well understood so far / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Carlos Manuel Giles Antunes de Mayolo, Aline Y. Ramos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_RaquelAparecidade_M.pdf: 1900471 bytes, checksum: 65060c03f9ba730bf8b5a98c58a0575e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Os óxidos de metais de transição de estrutura perovskita, de composição geral ABO3, exibem uma grande variedade de propriedades interessantes e recentemente tem sido objeto de muito estudo. As manganitas de estrutura AMnO3, em particular, apresentam o fenômeno da magneto-resistência colossal, o qual está intimamente relacionado ao grau de oxidação dos íons Mn e à organização local ao redor deste átomo. Neste aspecto, a técnica de espectroscopia de absorção de raios-X se faz extremamente útil, pois é uma técnica seletiva ao elemento químico e sensível à ordem local ao redor do elemento sondado. Neste trabalho estudamos compostos da série La xCa1-xMnO3, onde a valência média do Mn pode ser controlada pela dopagem (x). No caso de LaMnO3 (x = 1), uma distorção Jahn-Teller cooperativa dos octaedros MnO6 induz uma estrutura perovskita ortorrômbica a temperatura ambiente. Acima da temperatura da chamada transição Jahn-Teller a estrutura se torna cúbica. Com o apoio de métodos não-convencionais de análise do sinal EXAFS, estabelecemos que os octaedros MnO6 continuam distorcidos acima dessa temperatura, atestando que a transição é do tipo ordem desordem. Para x » 0 os compostos LaxCa1-xMnO3 apresentam segregação de fase magnética na escala nanométrica. Esse comportamento, que parece ser universal em compostos dopados, ainda não foi totalmente explicado. Neste trabalho buscamos evidênicias de inomogeneidades químicas que pudessem explicar tal comportamento. Não foi observada segregação química nem por EXAFS nem por espalhamento de raios-x a baixo ângulo / Abstract: Transition metal oxides with perovskite structure ABO3, exhibit large diversity of interesting physical properties and have recently been the subject of a great number of studies. The manganites, AMnO3, in particular, may exhibit colossal magneto-resistance, a phenomenon strongly related to the formal valency of the Mn ions and to structural local order around this atom. X-ray absorption spectroscopy, as an atomic selective technique sensitive to the local order, is an extremely useful structural tool to study these systems. In the present work, we use XAS to study the mixed manganites in the system LaxCa1-x MnO3, where the nominal valency of the Mn can be controlled by the doping ratio x. For LaMnO3 (x = 1) cooperative Jahn -Teller distortions of the MnO6 octa-hedra result in an orthorhombic structure at room temperature. Above the temperature of the so called Jahn-Teller transition, the structure becomes cubic. Combining non-conventional strategies of data analysis to the classical fitting method for EXAFS data reduction, we proved that the MnO6 octahedra keep distorted above the JT temperature, showing that this transition has an order-disorder character. For x close to 0, the LaxCa1-xMn O3 compounds exhibit magnetic phase segregation at the nanometric scale. This characteristic, apparently universal in doped compounds, is still unexplained. In this work we were looking for experimental evidence of shift fromrandomdistribution of the lanthanum atoms that could account for this behavior. Such shifts were not observed either by EXAFS or by small angle x-ray scattering / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Aline Yvette Ramos, Antonio R. Brito de Castro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaNeto_NarcizoMarquesde_M.pdf: 5849893 bytes, checksum: 3aaed8989dd9ceae8f1ff9f4725c680c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Dentre os materiais exibindo o efeito de Magnetoresistência Colossal, filmes finos de manganitas dopadas tem recebido atenção especial devido a suas potenciais aplicações para dispositivos magneto-eletrônicos de nova geração. Nesses sistemas, a tensão biaxial externa pode ser usada para sintonizar as propriedades magnéticas e de transporte se for possível determinar a exata relação entre esses efeitos. Neste escopo, é importante identificar a explicita conecção entre tensão induzida pelo substrato e a estrutura local em torno dos átomos de manganês, especialmente distâncias Mn - O e o ângulo Mn - O - Mn. Nesta dissertação, relatamos um estudo de Espectroscopia de Absorção de Raios-X de filmes finos da manganita La0.7Sr0.3MnO3 epitaxialmente crescidos por deposição por laser pulsado em substratos induzindo expansão (SrTiO3) e compressão (LaAlO3) no plano dos filmes. Dados das bordas K e L2,3 do Mn foram coletados nas linhas D04B-XAS e D08A-SGM do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, respectivamente. Contribuições de ligações no plano dos filmes e perpendicular ao plano dos filmes foram obtidas utilizando uma abordagem para o dicroísmo linear natural presente em medidas de absorção de materiais estruturalmente anisotrópicos. Cálculos ab initio usando o formalismo de espalhamento múltiplo total foram utilizados no auxilio da compreensão dos efeitos encontrados. Espectros XANES forneceram fortes evidências de distorção tetragonal do octahedro MnO6 em direções opostas para os filmes compressivos e expansivos. Estas observações foram confirmadas usando simulações ab initio e mostraramos que o melhor modelo estrutural para explicar os dados experimentais é considerar um octahedro MnO6 com distorção no mínimo. tetragonal, e sem nenhuma modificação do ângulo Mn - O - Mn. Evidências de distorção ortorrômbica também foram observados na região de XANES. Dados de EXAFS coletados no plano dos filmes indicaram uma distorção ortorrômbica do octahedro e também confirmou a mudança da distância média Mn - O. Também por EXAFS foi possível concluir que nenhuma modição do ângulo Mn - O - Mn é induzida pela tensão fornecida pelo substrato. A distorção local do octahedro explicaram a diminuição da temperatura de transição (TC) por efeitos de tensão. Foram observados efeitos de modificação da banda 3d de condução do material, induzidos por tensão e por exposição a raios-x intensos, porém uma correlação entre estes efeitos e a distorção da estrutura do filme ainda não está muito clara / Abstract: Among the materials exhibiting the Colossal Magnetoresistance e effect, mixed manganite thin films have received special attention due to their potential applications for new generation magneto-eletronic devices. In these systems, the external biaxial strain could be used to tune the magnetism and transport properties if it were possible to settle the exact relationship between both e effects. In this scope, it is important to address the explicit connection between the cell induced strains and the local structure around the manganese atoms, specially the Mn - O distances and the Mn - O - Mn angle. In this dissertation, we report on a X-ray Absorption Spectroscopy study of La0.7Sr0.3MnO3 thin films epitaxially grown by pulsed laser deposition on tensile (SrTiO3) and compressive (LaAlO3) substrates. Mn K and L2,3 edges data were collected at the D04B-XAS and D08A-SGM beamlines of the Brazilian Synchrotron Light Source, respectively. In plane and out of plane bond contributions were obtained by a natural linear dichroism approach for the absorption measurementes of structural anisotropic materials. Ab initio calculations using the Full Multiple Scattering approach was used to understand the found experimental e effects. XANES spectra give evidence of tetragonal distortion within the MnO6 octahedra,with opposite directions for tensile and compressive films. This was confirmed by ab initio simulations and we show that the best structural model to explain experimental data is that of distorted MnO6 average octahedra and without any change in the Mn - O - Mn angle.Some evidence of orthorhombic distortion also was observed in the XANES region. EXAFS data collected in plane for tensile substrate, indicate a orthorhombic distortion of octahedron and also confirm the change in the Mn - O average bond distance. Also by EXAFS was possible conclude that no change of Mn - O - Mn angle is induced by the strain. The distortion of octahedra explains the decrease of Curie temperature (TC) with the strain effects. 3d conduction band changes, induced by the strain and by intense x-ray exposition, were observed. A correlation model between these effects and the structural distortion of films is not clear yet / Mestrado / Física / Mestre em Física