No presente estudo, amostras policristalinas ricas em Ta e com estequiometrias Ta1-xZrx; x < 0.15; foram preparadas através da mistura apropriada dos elementos metálicos, os quais foram fundidos em forno a arco elétrico sobre uma placa de cobre refrigerada a água e sob atmosfera de argônio de alta pureza. Os padrões de difração de raios-X das ligas, como fundidas (as cast) e tratadas termicamente a 850 °C por 24 h, revelaram a ocorrência de uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrada bcc, tipo W, e parâmetros de rede que aumentam suavemente com o aumento do teor de Zr nas ligas. Medidas de susceptibilidade magnética dc, conduzidas nas condições de resfriamento da amostra em campo zero (ZFC) e do resfriamento com o campo magnético aplicado (FC), indicaram que supercondutividade volumétrica é observada abaixo de ~ 5.8, 6.9, 7.0 K em amostras com x = 0.05, 0.08, e 0.10, respectivamente. Essas temperaturas críticas supercondutoras são bastante superiores àquela observada no Ta elementar ~ 4.45 K. Medidas de resistividade elétrica na presença de campos magnéticos aplicados de até 9 T confirmaram a temperatura crítica supercondutora das amostras estudadas. O campo crítico superior Hc2 e o comprimento de coerência E foram estimados a partir dos dados de magnetorresistência. Os valores estimados de Hc2 foram de ~ 0.46, 1.78, 3.85 e 3.97 T, resultando em valores de E ~ 26.0, 13.6, 9.2 e 9.1 nm para as ligas as cast com x = 0.00, 0.05, 0.08 e 0.10, respectivamente. A partir dos dados experimentais do calor específico Cp das ligas, magnitudes estimadas do salto em Cp nas vizinhanças das transições supercondutoras indicaram valores maiores que o previsto pela teoria BCS. Utilizando as equações analíticas derivadas da teoria do acoplamento forte da supercondutividade foi então proposto que o aumento da temperatura de transição supercondutora nas ligas devido a substituição parcial do Ta por Zr está intimamente relacionado ao aumento do acoplamento elétron-fônon, visto que a densidade de estados eletrônicos no nível de Fermi foi estimada ser essencialmente constante através da série Ta1-xZrx com x < 0.10. / In the present study, polycrystalline samples of Ta-rich binary alloys with stoichiometry Ta1-xZrx; x < 0.15; were prepared by mixing appropriate amounts of the metallic elements which were arc-melted on a water-cooled hearth under high-purity argon atmosphere. The X-ray diffraction patterns of the as cast alloys and heat treated ones at 850 °C by 24 h revealed the occurrence of the body-centered cubic crystal structure bcc, type W, and lattice parameters that increase slightly with increasing Zr content. Magnetic susceptibility measurements dc, performed in zero-field cooling ZFC and field cooling FC processes, indicated that bulk superconductivity is observed below ~ 5.8, 6.9, and 7.0 K, in samples with x = 0.05, 0.08, and 0.10, respectively. These superconducting critical temperatures are higher than that of ~ 4.45 K found in elemental Ta. Electrical resistivity measurements under applied magnetic fields to 9 T corroborated the superconducting critical temperatures for the samples studied. The thermodynamic upper critical field Hc2 and the coherence length E were estimated from the magnetoresistance data. The estimated values of Hc2 were 0.46, 1.78, 3.85, and 3.97 T, leading to E 26.0, 13.6, 9.2, and 9.1 nm for the as cast alloys with x = 0.00, 0.05, 0.08, and 0.10, respectively. In addition to this, from the results of heat capacity Cp data, jumps in the vicinity of the superconducting transition were estimated and found to be larger than the one expected from the BCS theory. By using analytic equations derived from the strong coupling theory of superconductivity we argued that the enhancement of Tc in alloying Ta with Zr is due to the increase of the electron-phonon coupling, provided that the density of states in the Fermi level was found to be essentially constant in the series Ta1-xZrx; x < 0.10.

MACEDO FILHO, Raimundo Bezerra. Acoplamento spin-fônon em peroviskitas duplas ordenadas multiferróicas investigado por Espectroscopia Raman. 2014. 112 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-15T20:31:47Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_rbmacedofilho.pdf: 19365779 bytes, checksum: a6738e53433e6c3029741945806a8965 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-15T20:33:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_rbmacedofilho.pdf: 19365779 bytes, checksum: a6738e53433e6c3029741945806a8965 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T20:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_rbmacedofilho.pdf: 19365779 bytes, checksum: a6738e53433e6c3029741945806a8965 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nesse estudo, investigamos a influência do tamanho do raio iônico do RE (terra-rara) na intensidade do acoplamento spin-fônon na família de perovskitas RE_2NiMnO_6 (RE= Y, Nd e Gd), via espectroscopia Raman. Recentemente, cálculos ab initio usando a Teoria do Funcional de Densidade DFT (Density-Functional Theory), mostraram que compostos desta família podem apresentar propriedades multiferróicas. Além do mais, a perovskita La_2NiMnO_6 sofre uma transição ferromagnética muito próxima da temperatura ambiente, TC~280K. Neste cenário, sintetizamos as amostras pelo método de síntese de estado sólido convencional, e nossos resultados das análises dos difratogramas de raios X confirmaram para todas as amostras a fase monoclínica, pertencente ao grupo espacial P2_1/n (C_2h^5). As medidas de espectroscopia Raman em função da temperatura, não apresentaram mudanças que sugerissem uma transição de fase estrutural. Porém, a frequência Raman do modo mais intenso do espectro de cada amostra, atribuído ao modo de estiramento simétrico dos octaedros de oxigênio, apresentou um desvio (anomalia) em função da temperatura, bem próximo da transição ferromagnética de cada composto. Sendo que, essa anomalia foi atribuída ao acoplamento spin-fônon, no entanto, a intensidade do acoplamento spin-fônon não mostrou dependência com o tamanho do raio iônico da RE. Portanto, sugerimos que o tamanho do raio iônico do RE não deva ser um parâmetro predominante (ou não influencia) na intensidade do acoplamento spin-fônon, sobretudo nas perovskitas duplas ordenadas da família RE_2NiMnO_6.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2042.pdf: 1240745 bytes, checksum: bb840b08afa44219468c8a44667f9c1f (MD5) Previous issue date: 2008-10-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work presents a Raman investigation of the optical vibrations in highly doped In-GaAs/InP and GaAs/AlGaAs superlattices (SL s). The InGaAs/InP SL s grown with different periods were analyzed using polarized Raman techniques. No Raman selection rules were found in the long period InGaAs/InP SL s due to the structural defects in the bulk materials constituting the layers. With the decrease of the SL period the selection rules emerges and considerable blue shift of the longitudinal optical mode originated in the barriers were observed, as a manifestation of the coupled plasmon-LO phonon vibrations propagating along the growth axis. The observed effect can be attributed to the formation of the miniband electron energy structure. A quantitative analysis showed that the selection rules noticed in the longitudinal optical vibrations of the short period SL s occur due to the increasing of the coherence length of the coupled modes with respect to the coherence length of the optical phonon. The GaAs/AlGaAs SL s studied were growth with different disorder strengths. In weakly disordered SL s we also observed the coupling between the vertical plasmon and the longitudinal optical phonons of the barriers. The lineshape analysis of the sprectra measured in the strongly disordered SL s allowed us to obtain the plasmon damping constant, proving that in these samples the plasmon presents an overdamping behavior, that provokes the decoupling between the plasmon and the LO-phonon. For the first time we have shown aphysical system in which we can control the plasmon-LO phonon interaction, changing from a coupled regime to a decoupled one, by varying the disorder strength. Plotting both the coherence lengths of the AlAs-like coupled modes and the plasmon damping constants versus the disorder strengths we could draw some conclusion about the process of the transition from the coupled to uncoupled phase and to obtain the behavior of the plasmon relaxation as a function of the disorder. / Este trabalho apresenta um estudo das vibrações ópticas em superredes InGaAs/InP e em superredes GaAs/AlGaAs. As superredes InGaAs/InP crescidas com diferentes períodos foram analisadas através da obtenção de espectros Raman polarizados. Em virtude dos defeitos estruturais das camadas constituintes das superredes as regras de seleção Raman esperadas não foram observadas. À medida que o período das superredes diminui, além do modo longitudinal óptico (LO) originado nas barreiras apresentar um considerável deslocamento para maiores valores de energia, as regras de seleção Raman previstas para esse modo vibracional passam a ser respeitadas. Esses efeitos dão indícios da presença do modo acoplado plasmon-fônon LO, que pode ser atribuído à formação de uma estrutura de minibanda no espectro de energia dos elétrons. Análises quantitativas mostraram que o aparecimento das regras de seleção nas superredes de períodos menores deve-se ao aumento significativo do comprimento de correlação dos modos acoplados em comparação com o do fônon longitudinal óptico. As superredes GaAs/AlGaAs estudadas foram crescidas com diferentes níveis de desordem. As superredes com menores parâmetros de desordem também apresentam acoplamento entre plasmon vertical e o fônon LO das barreiras. As análises das formas das linhas dos espectros das superredes com maiores parâmetros de desordem permitiram-nos obter a constante de amortecimento do plasmon, provando que, neste caso, o plasmon apresenta um comportamento superamortecido que acarreta o desacoplamento entre o plasmon e fônon LO. Este trabalho mostra, pela primeira vez, um sistema no qual pode-se controlar o processo de interação plasmon-fônon LO, mudando do regime acoplado para o desacoplado, através da variação do nível de desordem. Graficando o comprimento de correlação do modo acoplado tipo AlAs e as constantes de amortecimento de plasmon em função do parâmetro de desordem, pudemos traçar algumas conclusões a respeito da transição entre as fases acoplada e desacoplada e também obter o comportamento da relaxação do plasmon em função da desordem.

No presente estudo, amostras policristalinas ricas em Ta e com estequiometrias Ta1-xZrx; x < 0.15; foram preparadas através da mistura apropriada dos elementos metálicos, os quais foram fundidos em forno a arco elétrico sobre uma placa de cobre refrigerada a água e sob atmosfera de argônio de alta pureza. Os padrões de difração de raios-X das ligas, como fundidas (as cast) e tratadas termicamente a 850 °C por 24 h, revelaram a ocorrência de uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrada bcc, tipo W, e parâmetros de rede que aumentam suavemente com o aumento do teor de Zr nas ligas. Medidas de susceptibilidade magnética dc, conduzidas nas condições de resfriamento da amostra em campo zero (ZFC) e do resfriamento com o campo magnético aplicado (FC), indicaram que supercondutividade volumétrica é observada abaixo de ~ 5.8, 6.9, 7.0 K em amostras com x = 0.05, 0.08, e 0.10, respectivamente. Essas temperaturas críticas supercondutoras são bastante superiores àquela observada no Ta elementar ~ 4.45 K. Medidas de resistividade elétrica na presença de campos magnéticos aplicados de até 9 T confirmaram a temperatura crítica supercondutora das amostras estudadas. O campo crítico superior Hc2 e o comprimento de coerência E foram estimados a partir dos dados de magnetorresistência. Os valores estimados de Hc2 foram de ~ 0.46, 1.78, 3.85 e 3.97 T, resultando em valores de E ~ 26.0, 13.6, 9.2 e 9.1 nm para as ligas as cast com x = 0.00, 0.05, 0.08 e 0.10, respectivamente. A partir dos dados experimentais do calor específico Cp das ligas, magnitudes estimadas do salto em Cp nas vizinhanças das transições supercondutoras indicaram valores maiores que o previsto pela teoria BCS. Utilizando as equações analíticas derivadas da teoria do acoplamento forte da supercondutividade foi então proposto que o aumento da temperatura de transição supercondutora nas ligas devido a substituição parcial do Ta por Zr está intimamente relacionado ao aumento do acoplamento elétron-fônon, visto que a densidade de estados eletrônicos no nível de Fermi foi estimada ser essencialmente constante através da série Ta1-xZrx com x < 0.10. / In the present study, polycrystalline samples of Ta-rich binary alloys with stoichiometry Ta1-xZrx; x < 0.15; were prepared by mixing appropriate amounts of the metallic elements which were arc-melted on a water-cooled hearth under high-purity argon atmosphere. The X-ray diffraction patterns of the as cast alloys and heat treated ones at 850 °C by 24 h revealed the occurrence of the body-centered cubic crystal structure bcc, type W, and lattice parameters that increase slightly with increasing Zr content. Magnetic susceptibility measurements dc, performed in zero-field cooling ZFC and field cooling FC processes, indicated that bulk superconductivity is observed below ~ 5.8, 6.9, and 7.0 K, in samples with x = 0.05, 0.08, and 0.10, respectively. These superconducting critical temperatures are higher than that of ~ 4.45 K found in elemental Ta. Electrical resistivity measurements under applied magnetic fields to 9 T corroborated the superconducting critical temperatures for the samples studied. The thermodynamic upper critical field Hc2 and the coherence length E were estimated from the magnetoresistance data. The estimated values of Hc2 were 0.46, 1.78, 3.85, and 3.97 T, leading to E 26.0, 13.6, 9.2, and 9.1 nm for the as cast alloys with x = 0.00, 0.05, 0.08, and 0.10, respectively. In addition to this, from the results of heat capacity Cp data, jumps in the vicinity of the superconducting transition were estimated and found to be larger than the one expected from the BCS theory. By using analytic equations derived from the strong coupling theory of superconductivity we argued that the enhancement of Tc in alloying Ta with Zr is due to the increase of the electron-phonon coupling, provided that the density of states in the Fermi level was found to be essentially constant in the series Ta1-xZrx; x < 0.10.

Espectros Raman de super-redes &#948-dopadas, na geometria de retro¬espalhamento, mostram uma estrutura na região do fônon LO que é alargada e deslocada em relação à correspondente linha observada no material intrínseco. Neste trabalho, este fenômeno é teoricamen¬te explicado através do acoplamento de um fônon LO de momento q, propagando-se ao longo da super-rede, com as excitações eletrônicas desse sistema. O deslocamento e o alargamento da linha são obtidos através do cálculo da auto-energia desse fônon, a qual pode ser expressa em termos da função resposta densidade-densidade do gás de elétrons modulado. Efeitos da interação elétron-elétron são tratados através da aproximação das fases aleatórias (RPA). / The Raman spectra of &#948-doping superlattice, in backscattering ge¬ometry, show a structure in the region of the LO phonon which is broadened and shifted in comparison whit the same structure in the intrinsic material. In this work, this phenomena is interpreted as consequence of the coupling of LO xne-phonon of momentum q, along the axis of the superlattice, whit the excitations of the modulate electron gas, that exists in this system. The shift and the broadening of the phonon are calculated as the real and imagi¬nary parts of the phonon self-energy, which in turn is related to the density-density response function of modulate electron gas. Effects of electron-electron interaction are calculated within the Random Phase Approximation (RPA).

Após a excitação de uma amostra semicondutora por um pulso ultracurto, os fotoporadores interagem com a rede excitando modos longitudinais ópticos. Essa interação provoca variações no índice de refração do material, produzindo modulações na resposta óptica do meio (efeito eletro-óptico). Por outro lado, esta dinâmica origina polarizações dependentes do tempo o que gera emissão de radiação terahertz. Experimentos recentes (pump-probe) observaram modulações do campo através de medidas da refletividade resolvidas no tempo. A refletividade e o campo estão relacionados segundo o efeito eletro-óptico. Também se resolve temporalmente o campo irradiado pela amostra, através de antenas que operam na faixa de terahertz. Tanto as medidas eletro-ópticas quanto de emissão terahertz fornecem informações sobre a interação dinâmica do plasma com a rede após a excitação óptica. Nesse trabalho simulamos a interação dinâmica de plasma e fônons em n-GaAs e Telúrio (\"bulk\") após estes serem excitados por um pulso ultracurto. Utilizamos equações hidrodinâmicas para descrever transporte de cargas e uma equação fenomenológica de oscilador harmônico forçado, para descrever oscilações longitudinais ópticas da rede. Complementando nossa descrição temos a equação de Poisson, com a qual calculamos o campo gerado pelo plasma e pela polarização da rede semicondutora. Essas equações constituem um sistema de seis equações diferencias (quatro parciais) acopladas. Para resolvê-las utilizamos o método das diferenças finitas. Do cálculo numérico obtemos a evolução temporal do campo elétrico no interior do material. Com esse campo determinamos as freqüências de oscilação do sistema e calculamos o campo irradiado. Nossos resultados apresentam acordo qualitativo com os experimentos / Above-band-gap optical excitation of semiconductors generates highly non-equilibrium photocarriers which interact with phonons thus exciting vibrational modes in the system. This interaction induces refractive-index changes via the electro-optic effect. Moreover it gives rise to electromagnetic radiation at characteristic frequencies (terahertz). Both effects have been measured by time-resolved ultra fast spectroscopy. Recent pump-probe experiments have found strong modulations of the internal electric field through electro-optic measurements. The emitted electromagnetic radiation has also been detected by a terahertz dipole antenna. Both electro-optic and terahertz emission measurements provide information about the coupled dynamics of photocarriers and phonons. In this work we simulate the dynamics of plasmon-phonon coupled modes in n-GaAs and Tellurium (bulk) following ultrafast laser excitation. The time evolution of the photocarrier densities and currents is described semi classically in terms of the moments of the Boltzmann equation. Phonon effects are accounted for by considering a phenomenological driven-harmonic-oscillator equation, which is coupled to the electron-hole plasma via Poisson\'s equation. These equations constitute a coupled set of differential equations. We use finite differencing to solve these equations. From the numerical results for the evolution of internal fields we can calculate both the characteristic frequencies of system and its terahertz radiation spectrum. Our results are consistent with recent experimental data

Processos fotofísicos em polímeros conjugados estão intimamente relacionados com a conformação dos segmentos moleculares. Filmes finos de polímeros conjugados apresentam uma anisotropia intrínseca resultante da conformação dos segmentos moleculares tornando esses materiais atrativos em estudos fotofísicos pela emissão polarizada apresentada quando excitado via radiação eletromagnética ou sob aplicação de uma diferença de potencial elétrico. Neste trabalho procuramos correlacionar o espectro de emissão fotoluminescente de filmes finos de um derivado do polifluoreno, nominalmente poli(9,9-dioctilfluorenil-2-7-diil) terminado com dimetilfenil, com sua anisotropia molecular. Filmes finos mecanicamente estirados sofrem um processo de reordenamento molecular induzindo a emissão de luz polarizada predominantemente na direção de estiramento. O estiramento ocasiona ainda um aumento no comprimento de conjugação efetivo dos segmentos moleculares influenciando no acoplamento elétron-fônon. Através da técnica de elipsometria, foi possível determinar os estados de polarização da luz (através dos parâmetros de Stokes) e medidas de fotoluminescência estacionária dependente da temperatura nos possibilitou aferirmos sobre o acoplamento elétron-fônon a partir do Princípio de Franck-Condon. Medidas de fotoluminescência de excitação (PLE) determinou que o espectro da PL consiste da sobreposição espectral de duas espécies emissoras: a espécie isolada e a espécie agregada. Para baixas temperaturas a PL apresenta picos de emissão bem definidos como resultado da dinâmica molecular do PFO correspondendo ao favorecimento de emissão da espécie isolada. Para temperaturas acima da temperatura de transição \'beta\' (~270 K), a emissão da espécie agregada é favorecida, ocorrendo uma possível transferência de energia da espécie isolada para a agregada. O estiramento induz um aumento do comprimento de conjugação, refletido na diminuição do fator de Huang-Rhys, \'S IND. ISO\'POT. LO\'|140 K = 0,40 para amostra não estirada e \'S IND. ISO\'POT.2LO\'| 140 K = 0,19 para a amostra com a maior taxa de estiramento, tornando o espectro mais resolvido. Amostras não estiradas sob excitação paralela ao estiramento apresentaram polarização total de emissão P = 3,4% linearmente paralela ao estiramento e anisotropia de fluorescência de r = 0,025 e amostras com estiramento L = 2Lo apresentaram P = 46,1% de emissão polarizada ao longo da direção de estiramento e uma anisotropia de fluorescência de r = 0,27. A emissão polarizada mostrou ser independente da temperatura. A anisotropia de fluorescência mostrou ser fortemente dependente do estiramento e da anisotropia para temperaturas acima de 340 K, temperatura característica de um inicio de transição de fase do PFO. / Photophysics processes in conjugated polymer are closely related with the molecular segments conformation. Conjugated polymers thin films has shown an intrinsic anisotropy due to the molecular segments conformation making this materials attractive in photophysics studies by its polarized emission when stimulated by light or biased. In this work, we correlated the photoluminescence spectra of a derivative PFO polymer thin films, namely poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) end capped with dimethylphenyl, with the molecular anisotropy. Mechanically stretched thin films undergo a molecular rearrangement process of inducing emission of light predominantly polarized in the direction of stretch. The stretching also causes an increase in the effective conjugation length of the molecular segments influencing the electron-phonon coupling. By ellipsometry technique, it was possible to determine the polarization states of light (by the Stokes parameters) and temperature dependent stationary photoluminescence measurements enabled us to get the electron-phonon coupling from the Franck-Condon principle. Measurements of photoluminescence excitation (PLE) have determined that the PL spectrum consists of spectral overlap of the two emitting species: the isolated and aggregated species. At low temperatures the PL emission peaks has presented well-defined as a result of PFO molecular dynamics favoring the emission of the isolated species. For temperatures above the transition beta temperature (270 K), the emission of aggregated species is favored, causing a possible energy transfer isolated to aggregate species. The stretching induces an increase in the conjugation length, reflected in the decreasing Huang-Rhys factor \'S IND. ISO\' POT. LO\'|140 K = 0,40 to non-stretched samples and \'S IND. ISO\' POT. 2Lo\'| 140 K = 0,19 for the sample with the highest draw ratio, making the spectrum more resolved. Unstretched samples under polarized excitation parallel to the stretching showed total polarized emission P = 3,4% linearly parallel to the stretching and fluorescence anisotropy of r = 0,025 and the L = 2Lo samples showed P = 46,1% of polarized emission along the direction of stretching and fluorescence anisotropy r = 0,27. The polarized emission was found to be independent of temperature. The fluorescence anisotropy was found to be strongly dependent of stretching rates and for temperatures above 340 K, a characteristic onset temperature of phase transition of the PFO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The work was divided into two stages. In the first step was investigated the existence of spin-phonon coupling in the La1-xYxFeO3 compound. For this, La1-xYxFeO3 samples were prepared for x = 0.00, 0.20, 0.40, 0.50, 0.60, 0.80 and 1.00 by the combustion method. X-ray diffraction measurements together with the Rietveld refinement, showed that all the samples present a single phase with orthorhombic structure, was also checked a decrease in volume and the vibrational modes undergo a shift to high frequencies as the amount of Y increases. By varying the temperature in the Raman measurements anomalies were identified in the intensities of the vibrational modes before the magnetic transition temperatures. This fact was then associated with the spin-phonon coupling. In the second stage of this work was performed a reverse magnetization (MR) study on the compound LaFe0.5Cr0.5O3 pure and doped with Sr. It was verified in this work that the MR can be adjusted by doping with non-magnetic and non-isovalent ions, and by varying the heat treatment temperature to obtain the compound. For this, samples of La1-xSrxFe0.5Cr0.5O3 were produced for x = 0.00 0.10, 0.20 and 0.50 by the combustion method. X-ray diffraction measurements with the Rietveld method revealed that the samples had a single phase. Samples with x <0.20 have an orthorhombic structure and the sample with x = 0.50 has a rhombohedral structure. The insertion of Sr2+ into the La3+ site induces a decrease in the network parameters and unit cell volume. With the measurements of XPS it was possible to verify the valences of the elements that occupy the site B of the perovskite structure. These measurements revealed that iron has 2+, 3+ and 4+ valences. While chromium presents 6+ and possibly 3+ and 4+ valences, however, due to the proximity of Cr3+ and Cr4+ lines, it was not possible to distinguish and quantify the presence of each element. The effect of reverse magnetization was studied by means of magnetization measurements as a function of temperature. It was observed that the Sr insertion is responsible for lowering the temperature where the magnetization inversion occurs (compensation temperature). In addition, it was possible to conclude that MR stop existing in the samples of La1-xSrxFe0,5Cr0,5O3 in high concentration of Sr2+ (x = 0,50), when applied high external magnetic field (10000 Oe) and when heat treated at low temperature (1000º C) the cause in each one of factors is discussed on the basis of competitions in between networks iron, chromium and ions, Fe4+ and possibly the Cr4+ ions that act with paramagnetic ions in the system. / O trabalho foi divido em duas etapas. Na primeira etapa foi investigado a existência de acoplamento spin-fônon no composto La1-xYxFeO3. Para isso foram preparadas amostras de La1-xYxFeO3 para x =0,00 0,20, 0,40, 0,50, 0,60, 0,80 e 1,00 pelo método da combustão. Medidas de difração de raios x juntamente com o refinamento Rietveld comprovaram que todas as amostras apresentam fase única com estrutura ortorrômbica, foi verificado também uma diminuição no volume e os modos vibracionais sofrem um deslocamento para altas frequências com o aumento da quantidade de Y. Variando a temperatura nas medidas de Raman foi identificado anomalias nas intensidades dos modos vibracionais antes das temperaturas de transição magnéticas. Esse fato então, foi associado ao acoplamento spin-fônon. Na segunda etapa deste trabalho foi realizado um estudo da magnetização reversa (MR) no composto LaFe0,5Cr0,5O3 puro e dopado com Sr. Foi verificado neste trabalho que a MR pode ser ajustada pela dopagem com íons não-magnéticos e não-isovalentes, bem como, por variar a temperatura de tratamento térmico para obtenção do composto. Para isso foram produzidas amostras de La1-xSrxFe0,5Cr0,5O3 para x = 0,00 0,10, 0,20 e 0,50 pelo método da combustão. As medidas de difração de raios x com a análise pelo método de Rietveld revelaram que as amostras apresentam fase única. As amostras com x < 0,20 apresentam uma estrutura ortorrômbica e a amostra com x = 0,50 possui uma estrutura romboédrica. A inserção do elemento Sr2+ no sítio do La3+ induz uma diminuição nos parâmetros de rede e no volume da célula unitária. Com as medidas de XPS foi possível verificar as valências dos elementos que ocupam o sítio B da estrutura perovskita. Estas medidas revelaram que o ferro apesenta valências 2+, 3+ e 4+. Enquanto, o cromo apresenta valências 6+ e possivelmente 3+ e 4+, porém devido à proximidade das linhas do Cr3+ e Cr4+ não foi possível distinguir e quantificar a presença de cada um destes elemento. O efeito da magnetização reversa foi estudado por meio das medidas de magnetização como função da temperatura. Foi observado que a inserção do Sr é responsável por diminuir a temperatura onde ocorre a inversão da magnetização (temperatura de compensação). Além disso foi possível concluir que a MR deixa de existir nas amostras de La1-xSrxFe0,5Cr0,5O3 em alta concentração de Sr2+ (x = 0,50), quando aplicado altos campo magnéticos externos (10000 Oe) e quando tratada termicamente em baixa temperatura (1000º C) a causa em cada um dos fatores é discutida com base nas competições entre as redes de ferro, cromo e íons, Fe4+ e possivelmente os íons de Cr4+ que atuam com íons paramagnéticos no sistema. / São Cristóvão, SE

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We present a study of the magnetic and structural propertiers of the multiferroic BaxSr(3-x)Co2Fe24O41, x = 0.4 1.6 produced by proteic sol-gel process. The crystalline structure of the samples was analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and magnetization measurements were made using a vibrating sample magnetometer (VSM). All samples presented preferential orientation due to the sintering process. The Ba1.6Sr1.4Co2Z sample was systematically studied by Raman spectroscopy, monitoring the behavior of its spectrum in the range of ~300 to ~700 K and showed anomalous behavior of some vibrational modes that were associated with a spin-phonon coupling that allowed the identification of two of the sample changes in magnetic anisotropy and its Curie temperature (Tc). X-ray fluorescence study indicated the presence of Ba, Sr, Fe and Co in the expected proportion and a small quantity, of spurious elements. Magnetization measurements of the Ba1.6Sr1.4Co2Z evidenced the ferrimagnetic character of the sample and characteristic crystalline anisotropy making it a good candidate for application as sensors of magnetic field direction. The high electrical resistivity, found in Ba1.6Sr1.4Co2Z favors its use in electronic devices and facilitates applications of the magneteletric effect in electronic devices. The Rietveld refinement showed the presence of the majority Ztype hexaferrite phase, although traces of Y and W phases were detected that coexist with the Z phase in the temperature range used for the production of the samples. / Apresentamos um estudo sobre as propriedades magnéticas e estruturais de compostos multiferróicos BaxSr(3-x)Co2Fe24O41, x = 0.4 1.6, obtidos a partir do processo sol-gel proteico. A estrutura cristalina das amostras foi analisada através de difratometria de raios X (DRX) e as medidas de magnetização foram obtidas utilizando um magnetômetro de amostra vibrante (VSM). Todas as amostras apresentaram orientação preferencial devido ao processo de sinterização. A amostra Ba1.6Sr1.4Co2Z foi sistematicamente estudada através de espectroscopia Raman, monitorando o comportamento de seu espectro no intervalo de ~300 a ~700 K. Alguns modos vibracionais apresentaram comportamento anômalo e estes foram associados a um acoplamento spin-fônon que permitiu a identificação de 2 mudanças na anisotropia magnética da amostra e sua temperatura de Curie (Tc). O estudo via fluorescência de raios X indicou a presença dos elementos Ba, Sr, Fe e Co na proporção esperada com a presença em quantidade reduzida de elementos espúrios. As medidas de magnetização do Ba1.6Sr1.4Co2Z evidenciaram o caráter ferrimagnético da amostra e anisotropia cristalina característica tornando um bom candidato para aplicação em sensores de direção do campo magnético. A alta resistividade elétrica, encontrada do Ba1.6Sr1.4Co2Z favorece seu uso em dispositivos eletrônicos e facilita as aplicações do efeito magnetelétrico em dispositivos eletrônicos. O refinamento Rietveld demonstrou a presença de fase majoritária de hexaferrita tipo Z embora tenha sido detectado traços das fases Y e W que coexistem com a fase Z na faixa de temperatura utilizada para a produção das amostras.

Orientador: Eduardo Granado Monteiro da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_AlessandroFerreiraLisboa_M.pdf: 8996770 bytes, checksum: 0836e45112c5212268c2e5514f1232a9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesse trabalho foram realizados estudos em duas famílias de compostos de perovskitas duplas Ba2FeReO6 e S r2UO6 (B'= Co, Ni) por espectroscopia Raman e difração de raios-X com luz síncrotron. No primeiro composto há uma transição de uma estrutura cúbica Fm3m paramagnética para uma tetragonal I4/mmm ferrimagnética abaixo de TC~305 K. O mecanismo de acoplamento magnético neste material ainda permanece uma incógnita. Dois grupos de medidas de espalhamento Raman foram realizados em regiões distintas da amostra à base de FeRe. Foi verificado que o fônon associado às vibrações de estiramento dos oxigênios nos octaedros sofre um desvio na freqüência em relação ao comportamento convencional abaixo de TC nos dois grupos de medidas. Isso pode ser associado a dois possíveis mecanismos: acoplamento spin-fônon gigante e acoplamento órbita-spin-fônon. Na segunda família de compostos contendo urânio, os compostos estudados apresentam uma estrutura cristalina monoclínica com grupo espacial P 21/n e um ordenamento antiferromagnético abaixo de TN~21 K para B" = Ni e TN~10 K para B" = Co. A partir dos espectros Raman desses compostos observa-se que a área integrada do modo de estiramento do oxigênio sofre um decréscimo anômalo sob aquecimento até T*~300 K. Além disso, este modo sofre um endurecimento anômalo de ~1 cm -1 sob aquecimento até T*. Para verificar a hipótese de que T* poderia estar associada a uma transição estrutural nesta família, medidas de difração de raios-X de pó com luz síncrotron foram realizadas no LNLS. A análise estrutural de ambos os compostos não mostraram nenhum grau observável de desordem de antisítios entre B' e U e tampouco uma transição de fase ou comportamento anômalo dos parâmetros de rede foi encontrada em torno de T*. Portanto, as anomalias encontradas em espectroscopia Raman nestes materiais são de origem eletrônica / Abstract: In this work, studies on two families of double perovskite compounds Ba2FeReO6and Sr2B'U O6(B' = Ni, Co) were carried out by Raman spectroscopy and synchrotron X-ray diffraction. In the first compound, a transition from a cubic Fm3m paramagnetic to a tetragonal ferromagnetic structure takes place below TC ~305 K. The magnetic coupling mechanism in this material remains unknown. Two groups of Raman scattering measurements were performed in distinct regions of the FeRe-based sample. It was verified that the phonon associated to stretching vibrations of oxygen octahedra shows a frequency shift with respect to the conventional behavior below TC, in both groups of measurements. This may be associated with two possible mechanisms: giant spin-phonon coupling and orbit-spin-phonon coupling. In the second family of compounds with uranium, the studied compounds present a monoclinic crystal structure with space group P21/n and an antiferromagnetic ordering below TN~21 K for B'' = Ni and TN ~10 K for B'' = Co. From the Raman spectra of these compounds, an anomalous decrease of the integrated area of the oxygen stretching mode was observed upon heating up to T*~300 K. Also, this mode shows an anomalous hardening of ~1 cm -1 under heating up to T*. In order to verify the hypothesis that T* could be associated to a structural transition in this family, powder x-ray diffraction measurements with synchrotron light were perfomed at LNLS. The structural analysis of both compounds did not show any observable degree of antisite disorder between B' and U, and no phase transition or anomalous behavior of lattice parameters was found close to T*. Therefore, the anomalies found by Raman spectroscopy in these materials are electronic in origin / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física