Neste trabalho, dois óxidos de metal de transição com ordem magnética de longo alcance e uma polianilina dopada com plastificante foram estudados através da técnica de ressonância paramagnética eletrônica. O sistema multiferróico óxido de bismuto-manganês, BiMn2O5, foi estudado em sua forma policristalina. Este material apresenta modos de ressonância antiferromagnética que foram identificados a partir de medidas multifrequência em altos campos magnéticos. Estes dados foram ajustados segundo a teoria de Yosida e Nagamiya da ressonância antiferromagnética para obtenção das constantes macroscópicas de anisotropia magnética K1=7.0 x 108 emu Oe mol1 e K2=3.9 x 108 emu Oe mol1, a partir das quais uma estimativa da constate de anisotropia microscópica foi determinada. A caracterização destas grandezas pode ser importante para trabalhos futuros, uma vez que a anisotropia magnética é considerada uma das causas da magnetoelasticidade que dá origem a ferroeletricidade neste material. A ludwigita homometálica de ferro, Fe3O2BO3, foi estudada em sua forma monocristalina. Este óxido de ferro possui uma estrutura com duas sub-redes de ferro praticamente independentes, que se ordenam magneticamente em temperaturas distintas, além de apresentar correlações eletrônicas desde temperatura ambiente. A existência dessas correlações numa dessas estruturas, conhecida como \"escada de três pernas\", foi demonstrada através do espectro de RPE associado com a existência de dímeros Fe3+-Fe2+ nessa estrutura, desde temperatura ambiente até baixas temperaturas. Mostrou-se que os dímeros formam um estado antiferromagneticamente acoplado sujeito a interação de troca dupla, estimando valores da integral de transferência de carga b. Medidas de RPE em filmes automontados de polianilinas dopadas com plastificantes sugerem a população e despopulação de um estado tripleto a partir dos parâmetros dos espectros em função da temperatura, típica de dímeros de spin 1. Diferenças nos parâmetros com ciclagens térmicas sugere o congelamento da estrutura em diferentes estados condizente com a existência de termocromismo nesses polímeros. Enfim, demonstrou-se a relevância da técnica de espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica na caracterização de sistemas sujeitos a interação de troca antiferromagnética. / In this work, two transition metal oxides presenting long range magnetic order and a plastdoped polyaniline were investigated via electron paramagnetic resonance. Polycrystalline samples of the multiferroic manganese oxide, BiMn2O5, showed antiferromagnetic resonance modes which were identified from high magnetic fields multi frequency electron paramagnetic resonance. These data were fitted according to Yosida and Nagamiya theory of antiferromagnetic resonance. The macroscopic constants of magnetic anisotropy K1=7.0 x 108 emu Oe mol1 and K2=3.9 x 108 emu Oe mol1 were obtained from this fitting and allowed for estimating the microscopic constant of anisotropy. Magnetic anisotropy may lead to magnetoelasticity, which is related to the ferroelectricity in this material. Thus, the characterization of this physical quantities may be useful to future research. Single crystals of a homometallic iron ludwigite, Fe3O2BO3, were investigated in its distinct magnetic phases. This system has two independent iron sub-lattices which order magnetically in two distinct temperatures, presenting electronic correlations from room temperature. Despite the broad and superposed lines in the EPR spectra, the presence of such correlations was demonstrated in one of these structures, which is known as three leg ladders (3LL). A dimer Fe3+-Fe2+ was identified at room temperature, showing an antiferromagnetically coupled state subjected to double exchange interactions. The charge transfer integral b was estimated. Temperature sweep EPR measurements in films of plastdoped polyanilines suggested the population and depopulation if a triplet state typical of spin 1 dimers. Differences in the parameters after thermal cycling suggested the freezing of the structure at different states in accordance to observed thermocromism in these polymers. In conclusion, the relevance of the EPR technique was demonstrated to the characterization of exchange coupled systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-05012017-105306 |
| Date | 26 September 2016 |
| Creators | Santana, Vinicius Tadeu |
| Contributors | Nascimento, Otaciro Rangel |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
Page generated in 0.007 seconds