Investigação em escala atômica de óxidos multiferróicos Bi1-xLaxFeO3 através da espectroscopia de correlação angular γ-γ perturbada

Abstract

Neste trabalho, foi realizado um estudo sistemático das interações hiperfinas (campo hiperfino magnético e gradiente de campo elétrico), nos compostos de Bi1-xLaxFeO3 (onde x = 0, e 0.15), por meio da técnica de correlação angular perturbada (PAC, do inglês Perturbed Angular Correlation), utilizando o núcleo de prova 111In(111Cd) para investigação local. As amostras foram produzidas pelo método Sol-Gel, sendo caracterizadas pela técnica de difração de raios X (DRX) e a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por conseguinte, o núcleo de prova 111In(111Cd) foi utilizado para mensurar, tanto as interações de quadrupolo elétrico, como de dipolo magnético numa ampla faixa de temperatura. Foram caracterizados dois sítios (1 e 2) para a amostra de BiFeO3, sendo o sítio 2 atribuído ao 111Cd localizado na superfície da amostra. Os resultados da análise das medidas de PAC evidenciaram uma transição de fase antiferromagnética acima da temperatura de Néel (TN=370 ºC), ou seja, abaixo da temperatura de Néel observou-se o fenômeno característico dos multiferróicos: coexistência de uma ordem elétrica e magnética simultânea. Além disso, observou-se uma transição estrutural acima da temperatura Ferroelétrica (TFE=830 ºC) em 850 ºC, em que o composto parte da fase romboédrica do tipo R3c para a fase ortorrômbica Pbnm, mudança essa que é notável pela queda brusca no parâmetro de assimetria (η) que muda de 0.07 para 0.72, como também no VZZ(1021 V/m2) saindo de 4.93 para 1.07, nas medidas em 830 ºC e 850 ºC respectivamente. Por outro lado, a transformada de Fourrier que exibia três picos na medida à 830 ºC passa a exibir dois picos em 850 ºC, identificando assim a transição estrutural acima da TFE. Entretanto, na amostra dopada com 15% de La (BLFO15) utilizando o núcleo de prova 111In(111Cd), identificou-se no refinamento de Rietveld a formação da fase R3c sem nenhuma fase espúria. Os resultados de PAC para a amostra BLFO15 indicam que a amostra se mantém antiferromagnética mesmo para medidas acima da temperatura de Néel, exibindo o fenômeno de interação hiperfina combinada.