Síntesis y caracterización estructural, eléctrica y magnética de la perovskita compleja Sr2TiMoO6 utilizando el método de reacción de estado sólido

Abstract

Este trabajo de tesis de maestría muestra el estudio de la estructura cristalina, propiedades eléctricas y propiedades magnéticas de la muestra policristalina de la perovskita doble Sr2TiMoO6. La síntesis del material se realizó utilizando el método de reacción de estado sólido. La caracterización estructural del material obtenido fue elaborada a través de medidas de difracción de difracción de rayos X, incluyendo el análisis mediante refinamiento Rietveld usando el código GSAS; mostrando que la estructura cristaliza en un sistema tetragonal, con grupo espacial I-1 (#5), los parámetros de red son a = b = 5.5291 Å, y c = 7.8162 Ǻ. Se presenta también la implementación del método simplex en la puesta a punto del proceso de síntesis, así como una aproximación al estudio de la estructura cristalina en función de la temperatura. La morfología del material se estudió usando la técnica de microscopía electrónica de barrido, donde se muestra la evolución de la microestructura en función de los sucesivos pasos de síntesis y el análisis químico semicuantitativo se realiza a través de la técnica de espectroscopía de dispersión de rayos X. La respuesta ferroeléctrica del material fue determinada a partir de curvas de polarización en función del campo eléctrico aplicado y los resultados muestran que la perovskita doble Sr2TiMoO6 evidencia un comportamiento de histéresis ferroeléctrica a temperatura ambiente. La respuesta magnética se determinó realizando medidas de magnetización en función de la temperatura y curvas de magnetización en función del campo aplicado; ambas evidencian un ordenamiento antiferromagnético a una temperatura crítica TN = 20.1 K usando el ajuste de Curie-Weiss, el momento magnético efectivo calculado fue de 1.3 μB.

This Master´s thesis shows the crystal structure, electric and magnetic properties of the polycrystalline sample Sr2TiMoO6 double perovskite. The synthesis of the material was made using the method of solid state reaction. Structural characterization was made using X-Ray diffraction method, including Rietveld refinement using GSAS code and showing that the structure crystallizes in a tetragonal system with special group I-1 (#5), the lattice parameters are son a = b = 5.5291 Å, y c = 7.8162 Ǻ. It also presents the implementation of simplex method along the tuning of the synthesis process as well an approximation to the crystal structure study as a function of the temperature. The morphology of the material was studied by scanning electron microscopy and here it show the evolution of microstructure as a along the successive synthesis steps and the semiquantitative chemical analysis was performed using the X-ray energy dispersive spectroscopy. The ferroelectric response of the material was determinate from polarization curves as a function of the applied field and the results show a ferroelectric hysteresis behavior for the Sr2TiMoO6 perovskite at room temperature. Magnetic response was studied by measuring the magnetization as a function of temperature and magnetization as a function of applied field curves, both shown an antiferromagnetic ordering at critical temperature of TN = 20 K using a Curie-Weiss fitting, the magnetic moment calculated was 1.3 μB.