Tese
Efeitos de diluição química nos compostos intermetálicos TRNi3Ga9 (TR = Gd, Tb, Dy, Ho e Er)
Registro en:
MENDONÇA, Edielma Costa. Efeitos de diluição química nos compostos intermetálicos TRNi3Ga9 (TR = Gd, Tb, Dy, Ho e Er). 2019. 104 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2019.
Autor
Mendonça, Edielma Costa
Institución
Resumen
In this work, the structural and magnetic properties of RENi3Ga9 (RE = Gd, Tb, Dy, Ho and Er) intermetallic compounds doped with yttrium grown using the Ga metal flux method are studied. X-ray diffraction (XRD) measurements are performed for all the samples. The analysis of structural data through Rietveld method indicate that a single phase with trigonal crystalline structure and spatial group R32 is formed for all the samples. Besides, despite the crystal structure is unaffected by yttrium substitution a monotonic decreases of lattice parameter is observed. The magnetic susceptibility measurements show, for all compounds, an antiferromagnetic behavior with a systematic decrease of the Neel temperature as a function of the doping extrapolating to zero at x = 0.85, 0.66, 0.81 and 0.94 for the compounds of Gd , Tb, Dy and Ho, respectively. This behavior can also be confirmed from the specific heat measurements. Because the Dy compounds exhibit a complex magnetic behavior for T < TN their magnetic properties are studied with more details. Electronic Spin Resonance (ESR) measurements are taken for the compounds Gd1-xYxNi3Ga9 (0 ≤ x ≤ 0.90) in the temperature range 15 ≤ T ≤ 300 K. The line shapes show to be a single Dysonian line coming from Gd3+ ions with values of g independent of temperature. The line widths follow the Korringa-like behavior as a function of temperature for all samples. The Korringa rates (b = ΔH/ΔT) show a dependence with the Y-concentration indicating a “bottleneck” regime. For the more dilute sample (x = 0.90) when it is believed that the bottleneck effects are minimized, we calculate the effective exchange parameters dependent on q between the localized moments of the Gd3+ ions and the conduction electrons .
The compounds of RE1-xYxNi3Ga9 (RE = Tb, Dy, Ho and Er and x = 0.15 and 0.30) show a strong anisotropic effect evidenced by the large ratio of Xeasy/Xhard at TN. This fact is likely related to the strong effects of crystalline electric field (CEF). The evolution of the crystalline field schemes for each R is studied using a mean-field model that includes the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida anisotropic exchange interaction (RKKY) and a trigonal CEF Hamiltonian. Our results show that the magnetic dilution takes an important role in determining the magnetic behavior of compounds, that is, the weakening of the RKKY exchange interactions and the change in the crystalline electrical field effect of these compounds. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Neste trabalho, as propriedades estruturais e magnéticas dos compostos intermetálicos TRNi3Ga9 (TR = Gd, Tb, Dy, Ho e Er) dopadas com ítrio no sítio dos íons terra rara foram crescidos utilizando o método de fluxo metálico de Ga foram estudadas. Medidas de difração de raios X (DRX) foram realizadas para todas as amostras estudadas. Os dados estruturais foram analisados por meio do método Rietveld que indicaram a formação de fase desejada para todas as amostras com estrutura cristalina trigonal e grupo espacial R32. Além disso, a estrutura cristalina não foi afetada pela substituição de ítrio que produz um decréscimo monotônico dos parâmetros de rede. As medidas de susceptibilidade magnética mostraram que todos os compostos estudados apresentam um comportamento antiferromagnético com um sistemático decréscimo das temperaturas de Néel em função da dopagem com ítrio extrapolando a zero nas concentrações críticas de xc = 0.85, 0.66, 0.81 e 0.94 para os compostos dos íons terra rara Gd, Tb, Dy e Ho, respectivamente. As temperaturas de transição magnética também foram confirmadas nas medidas de calor específico. Os compostos de Dy apresentam um comportamento magnético complexo para T < TN. Um estudo mais detalhado foi realizado para DyNi3Ga9 que revelou a forte dependência com o campo magnéticos do comportamento observado nas medidas magnéticas e de calor específico. Medidas de Ressonância de Spin Eletrônico (RSE) foram feitas para os compostos Gd1-xYxNi3Ga9 (0 ≤ x ≤ 0,90) no intervalo de temperatura 15 ≤ T ≤ 300 K que mostrou uma forma de linha Dysoniana única dos íons de Gd3+ com valores de g quase independentes da temperatura. A largura da linha segue um comportamento do tipo Korringa como função da temperatura para todas as amostras. As taxas Korringa (b = H/T) são dependentes da concentração de ítrio indicando um regime “bottleneck”. Para a amostra mais diluída de gadolíneo (x = 0.90), na qual acredita-se que os efeitos “bottleneck” são minimizados, nós calculamos os parâmetros de troca efetivas dependentes de q entre os momentos localizados dos íons de Gd3+ e os elétrons de condução (representados por c-e) obtendo . Os compostos TR1-xYxNi3Ga9 (TR = Tb, Dy, Ho e Er) para x = 0.15 e 0.30 apresentam fortes efeitos anisotrópicos evidenciados nas curvas de susceptibilidade pela razão xfácil/xdifícil indicando os efeitos de campo elétrico cristalino CEF. A evolução dos CEF para cada TR foi estudada usando um modelo de campo médio que inclui a interação anisotrópica de troca Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) e um Hamiltoniano CEF trigonal. Nossos resultados mostraram que os
efeitos da diluição magnética são importantes tanto para no enfraquecimento das interações de troca RKKY bem como para o CEF destes compostos. São Cristóvão, SE