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Tesis

Influencia de la sustitución con Sn en el compuesto LaMnO3+delta: propiedades estructurales y magnéticas

2000



Título Influencia de la sustitución con Sn en el compuesto LaMnO3+delta: propiedades estructurales y magnéticas
Nombre Morales, Liliana Beatriz
Licenciada en Física Universidad de Buenos Aires Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dr. Vega Daniel.
Dr. Caneiro Alberto.
. CNEA CAB-CAC
Fecha Defensa 12/07/2000
Jurado

Código Código IT IT/T--52/00

Resumen

Las sustituciones en los sitios catiónicos de los compuestos pertenecientes a la familia de las manganitas con iones divalente, trivalente y tetravalente, ha sido un tema ampliamente estudiado en los últimos años. El efecto de tales sustituciones sobre las propiedades estructurales y magnéticas generaron grandes expectativas por lo que el empleo de técnicas experimentales tales como difracción de Rayox X, TEM, SEM, magnetización d.c., resistividad, etc, fueron empleadas para llegar al entendimiento de tales nuevos materiales. En el presente trabajo, se estudia el dopaje del compuesto LaMnO3+delta con Sn. Los escasos y contradictorios resultados reportados en la literatura no determinaban unívocamente, el sitio favorable para el Sn dentro de la estructura perovskita. Esto llevó al estudio de dos familias de muestras de composiciones nominales La1-xSnxMnO3+delta y LaSnxMn1-xO3+delta con x variando entre 0 y 0.5. Tanto la obtención del compuesto monofásico como su correcta caracterización presentaron serias dificultades. Sin embargo, el estudio del material reveló que el Sn ocupaba siempre el sitio B de la perovskita con valencia 4+, reemplazando al ión Mn. Así, la composición nominal correcta para cada una de las familias fue La1-ySnxMn1-xO3+delta, siendo, para la primera de las series y=2x con x<0.15 e igual a cero para la segunda. El valor de y dará lugar a la formación de vacancias extras en el sitio A de la perovskita. La formación de la fase sólo fue posible a baja temperatura (Ts=~ 700°C) lo que dio lugar tamaños de grano del, aproximadamente, 30nm. Desde el punto de vista de las propiedades físicas, la incorporación de Sn dentro del material dio lugar a la formación de clusters magnéticos cuya contribución a la magnetización dependía del valor de y. Así, la fase deficiente en La (y=2x) presentó valores de magnetización y de temperatura de transición más altas que la muestra sin Sn; el origen de ello estaría en las vacancias extras del sitio A, quedando relegados, a un segundo plano, los efectos de la incorporación de Sn en la fase. Por otra parte, la serie restante vio deprimida su magnetización debido a un fuerte desorden magnético producto de las interrupciones introducidas, entre las uniones de los iones Mn vecinos, por el Sn, deteriorando el proceso de doble intercambio. Los clusters resultaron de menor tamaño que los formados en la otra familia, originando una zona entre partículas magnéticas mayor y altamente desordenada; esta última fue difícil de orientar en la dirección del campo, razón por la cual, el material no llegó a saturar magnéticamente en el rango de los campos magnéticos aplicados

Complete Title

Abstract

Cationic site substitution on manganites with both divalent and trivalent as well as tetravalent ions has been widely studied. The substitution effect on both structural and magnetic properties has created a renewed interest on this subject. So, techniques such as X-ray, SEM, TEM, dc magnetization and resistivity were employed to understand these new material properties. In the present work, the Sn doping of LaMnO_3+delta was studied. In spite of the works done on this field, de most favorable Sn substitution site in this structure was not clearly defined. Besides, there were discrepancies among the scarcely reported data. This situation led to the study of two series of samples with nominal composition La_1-xSn_xMnO_3+delta and LaSn_xMn_1-xO_3+delta with x varying between 0 and 0.5. Despite that both attainment and correct characterization of the singlephase compound were difficult to achieve, it could be concluded that Sn, with valence +4, replaced the Mn ion, occupying always the B-site on the perovskite structure. In this way, thecorrect nominal obtained compositons for each family compound turned to be La_1-ySn_xMnO_3+delta being y=2x with x0.15 for the first series and y

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