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Síntesis, estructura y propiedades de BiFeO3 con diversos dopantes
Autor
Jesús Martín Silva Aceves
Resumen
Resumen
BiFeO3, el paradigma de los materiales multiferroicos de una sola fase, tiene aplicaciones potenciales en el almacenamiento de información, sensores y actuadores. Este tiene una estructura cristalográfica, tipo perovskita romboédrica R3C y muestra una estructura magnética cicloidal con una modulación-espin con un período de 62 nm. Con un acoplamiento magnetoeléctrico a temperatura ambiente. Sin embargo, su baja magnetización remanente y su alta corriente de fuga son sus principales limitaciones para sus posibles aplicaciones. Una revisión que resume estudios recientes sobre BiFeO3 dopado se presenta. Especial atención se puso en la obtención y sinterización de la cerámica BiFeO3 y el efecto del dopaje en las propiedades eléctricas y magnéticas.
La fase pura Bi1-xBaxFeO3 ha sido sintetizada por diferentes métodos químicos. Precursores de xerogel se obtuvieron de la combinación de una solución acuosa y sales de nitrato, ácido cítrico, ácido tartárico, ethylne glicol y polivinil alchol. El método de ácido cítrico es el único que presenta poliesterificación y durante el secado la liberación orgánicos con un rango de temperatura muy estrecho entre 300 y 330 °C. Esto afecta en la segregación de los metales y la formación de fases secundarias.
Los métodos de PVA-acido tartárico y etilenglicol-acido tartárico muestran una mayor pureza y reproducibilidad. La falta poliesterificación o polimerización permite una descomposición de elementos orgánicos desde los 200 °C lo que ayuda a tener una nucleación y crecimiento más ordenado.
El efecto del co-dopaje de Y y Mn en las propiedades estructurales y electromagnéticas del BiFeO3 se describe. Cerámica multiferroica de Bi1-xYxFe0.95Mn0.05O3 (x = 0,05, 0,075 y 0,10) se han sintetizado por el método sol-gel. Análisis de fase, la estructura y microestructura se realizaron por microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X seguido por análisis Rietveld. La saturación Itrio y la consecuente formación de una fase secundaria se observó.
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Cerámica multiferroica de Bi1-xBaxFe1-yCoyO3 (x = 0,05, 0,10 y 0,15, y = 0,0.02) se obtuvieron por el método sol-gel. Las muestras fueron caracterizadas por difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, calorimetría diferencial de barrido, Impedancia en función de la frecuencia, ferroelectricidad y histéresis magnética se midieron a temperatura ambiente.