O composto magnético geometricamente frustrado Gd2Ti2O7 da família dos pirocloros apresenta um comportamento bastante interessante, sendo que a natureza da fase magnética em baixas temperaturas se encontra ainda sob intenso debate. Este material entra em um estado antiferromagnético parcialmente ordenado à temperatura T1N ~ 1 K, apresentando outra transição de fase em T2N ~ 0.7 K. Neste trabalho é investigada a física de baixas temperaturas de amostras de Gd2Ti2O7 com defeitos estruturais tais como vacâncias de oxigênio e diluição de ítrio. Amostras policristalinas com composição Gd2Ti2O7 e Gd2-xYxTi2O7 foram sintetizadas em diferentes condições por uma rota alternativa conhecida como método sol-gel. O refinamento de um modelo para os dados de difração de raios X mostra que vacâncias de oxigênio são os principais defeitos estruturais neste material. As vacâncias de oxigênio resultam numa ligeira diminuição de T1N e numa redução da magnetização de saturação. A diluição da rede com ítrio leva a uma clara diminuição de T1N e da temperatura de Curie-Weiss. Medidas de calor específico evidenciaram as duas transições T1N e T2N no composto com menor grau de vacâncias de oxigênio. A análise da contribuição magnética ao calor específico Cm em baixas temperaturas, 0.39 K < T < 0.68 K, revelou um comportamento proporcional a T^2 previamente discutido na literatura. Entretanto, verificamos que uma dependência T^3, usualmente encontrada em antiferromagnetos convencionais, descreve igualmente bem nossos dados experimentais resultando em uma velocidade de magnons consistente com a apresentada por outros pirocloros. / The geometrically frustrated compound Gd2Ti2O7 of the pyrochlore family displays such an interesting behaviour that the nature of the ordered magnetic phase at low temperatures is still under intense discussion. This material enters in a partially ordered magnetic state at a temperature T1N ~ 1 K, and there is another phase transition at T2N ~ 0.7 K. In this thesis we study the low temperature physics of Gd2Ti2O7 with structural defects such as oxygen vacancies and yttrium dilution. Polycrystalline samples of Gd2Ti2O7 and Gd2-xYxTi2O7 were synthesized in different conditions by an alternative route known as the sol-gel method. The refinement of a model for the X-ray diffraction data reveal that the oxygen vacancies are the leading defects in this material. The oxygen vacancies result in a slight decrease of T1N and in a reduction of the saturation magnetization. The yttrium dilution of the lattice leads to a clear reduction of T1N and of the Curie-Weiss temperature. Specific heat measurements display both transitions T1N and T2N in the compound with lower degree of oxygen vacancies. The analysis of the magnetic contribution to the specific heat Cm at low temperatures, 0.39 K < T < 0.68 K, reveals a behaviour proportional to T^2 previously discussed in the literature. However, we verify that a dependence T^3, usually found in standard antiferromagnets, describes similarly well our experimental data resulting in a velocity of magnons consistent with the ones exhibited for another pyrochlores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-22022016-170657 |
| Date | 15 December 2015 |
| Creators | Jonathan Gustavo Acosta Ramón |
| Contributors | Rafael Sá de Freitas, Marcos de Abreu Avila, Andre de Pinho Vieira |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Física, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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