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Propriedades Estruturais e Magnéticas da Ludwigita Ni5Sn(O2B.pdf: 4268253 bytes, checksum: e5c30642ab0f3cfbb6da68f58a2e8525 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T19:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2
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Propriedades Estruturais e Magnéticas da Ludwigita Ni5Sn(O2B.pdf: 4268253 bytes, checksum: e5c30642ab0f3cfbb6da68f58a2e8525 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os materiais com propriedades magnéticas possuem uma gama de aplicações práticas. Por isso, o entendimento dos fenômenos físicos e suas propriedades magnéticas é de fundamental importância no desenvolvimento de novas tecnologias. As ludwigitas por possuírem propriedades magnéticas complexas, têm atraído a atenção da comunidade cientifica. Elas apresentam magnetismo de baixa dimensionalidade e efeitos de fortes correlações. Neste trabalho estudamos as propriedades estruturais e magnéticas da ludwigita heterometálica Ni5Sn(O2BO3)2, utilizando as técnicas experimentais de difração raios X, MEV, EDS, magnetização e espectroscopia Mössbauer (EM) do 57Fe e 119Sn. Através do método do fundente conseguimos sintetizar monocristais da ludwigita Ni5Sn(O2BO3)2. Uma ludwigita pura e outra dopada com 2% de 57Fe foram estudadas neste trabalho. Os resultados de raios X em pó confirmaram a formação da estrutura ortorrômbica (com grupo espacial Pbam) da ludwigita, com o Sn ocupando principalmente o sítio 4. A substituição de 2% dos íons de Ni por 57Fe na ludwigita não alterou a estrutura do composto, mas modificou significativamente suas propriedades magnéticas. Medidas de magnetização e espectroscopia Mössbauer mostraram uma transição magnética do composto em ~78 K, com uma estrutura magnética bastante complexa entre os íons de 2+(=1). Apresentando predominância de interações antiferromagnéticas, que possuem como resultado uma componente ferromagnética.
Medidas de espectroscopia Mössbauer mostraram que o Sn4+ entra num único sítio cristalográfico (sítio 4), e que o Fe3+ entra maioritariamente na escada 424. Em 78K uma fração dos íons de Fe começa a se ordenar magneticamente. E entre 78 K e 40K há uma coexistência de íons paramagnéticos e íons ordenados magneticamente. Mostrando que diferentes subredes se ordenam magneticamente em diferentes temperaturas. A amostra dopada com 2% de Fe apresenta magnetização reversa quando é resfriada no regime FC, com campo de 100 Oe. Dois estados de magnetização, positivo e negativo, são alcançados com campos de 100 Oe e 200 Oe, respectivamente. A magnetização reversa pode ter sua origem no fato de diferentes subredes se ordenarem magneticamente em temperaturas diferentes, como sugerem os resultados de EM. / Materials with magnetic properties have a wide range of technological applications. The understanding of the physical phenomena involved and their magnetic properties is of fundamental importance for the development of new technologies. The magnetic properties of the ludwigites have called the attention of researchers in recent years. This is because this materials have shown low dimensionality magnetism and strong correlation effects. In this work we studied the structural and magnetic properties of the heterometalic ludwigite Ni5Sn(O2BO3)2 using powder X-ray diffraction SEM, EDS, magnetization and Mössbauer spectroscopy of 57Fe and 119Sn techniques.
The Ni5Sn(O2BO3)2 single crystals were synthesized by heating at 1150 °C a stoichiometric mixture of NiO, SnO2, 57Fe2O3 and H3BO3 in borax under an oxygen atmosphere. Two ludwigites were studied, the pure one and that doped with 2% 57Fe. The analysis of the powder X-ray data confirmed the orthorhombic structure (space group Pbam) for the Ni5Sn(O2BO3)2 with the Sn occupying mainly the site 4. The substitution of 2% of the Ni atoms by 57Fe does not alter the structure of the compound, but change significantly their magnetic properties. The magnetic and Mössbauer spectroscopy measurements shows a magnetic transition occurring at ~ 78K for both compounds. Below this temperature the compound seems to exhibit a complex magnetic structure between the Ni 2+ (S=1) spins, with predominant antiferromagnetic interactions, resulting in a ferromagnetic component. The Mössbauer measurements show that Sn4+ enters in a unique crystallographic site (site 4), and that Fe3+ occupies mainly (75%) the 4-2-4 ladder. At 78K a fraction of the Fe ions start to order magnetically and between 78 K and 40K there is a coexistence of paramagnetic and magnetically ordered Fe ions. This result indicates that different sublattices get magnetically ordered at different temperatures. In the ludwigite doped with 2% Fe a reverse magnetization was observed in the FC regime with an applied field of 100 Oe. Two magnetization states, positive and negative, are achieved with external fields of 100 Oe and 200 Oe, respectively. The existence sublattices which order magnetically at different temperatures can give rise to the reverse (negative) magnetization.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:https://app.uff.br/riuff:1/3306 |
| Date | 10 April 2017 |
| Creators | Mariano, Davor Lopes |
| Contributors | Candela, Dalber Ruben Sanchez |
| Publisher | Niterói |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFF, instname:Universidade Federal Fluminense, instacron:UFF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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