Estudo do acoplamento magnetoelétrico em BaTiO3 contendo Fe

Abstract

Esta dissertação destina-se a tentar compreender a natureza de comportamentos magnéticos anómalos do BaTiO3 que se demonstrou que possuía 113 ppm de Fe na sua composição, provenientes dos reagentes utilizados na produção deste material. Prepararam-se dois conjuntos de amostras para tentar compreender se e como o Fe é responsável pelos comportamentos anómalos que se podem observar no terceiro capítulo desta dissertação. Um dos conjuntos consistiu na preparação de 5 pastilhas de Titanato de Bário (com as 113 ppm de Fe) com diferentes tratamentos térmicos. O segundo conjunto consistiu em utilizar 5 monocristais de BaTiO3 adquiridos comercialmente nos quais foi feita uma dopagem de iões Fe com diferentes concentrações. Fez-se a caracterização estrutural destas amostras utilizando Difração de raios-X, espectroscopia de Raman, SEM e EDS. Por fim fez-se caracterização magnética medindo-se curvas M-H e M-T utilizando um VSM e/ou SQUID. Concluiu-se que o efeito Magnetolétrico presente nas amostras de BTO estudadas nesta dissertação deve ocorrer através de efeitos nas fronteiras de grão onde clusters de óxido de ferro se acumulam resultando num efeito de interfaces. Podemos dizer que este BaTiO3: Fe é um Multiferróico não convencional, uma vez que através do efeito Magnetolétrico, o Fe pode ser utilizado como uma sonda Multiferróica utilizável no estudo magnético de transições de fase elétricas do BaTiO3! Como trabalho futuro irão fazer-se estudos usando a espetroscopia de Mössbauer e PAC para determinar a natureza magnética local do composto magnético envolvido no acoplamento ME.

This work aims to understand the nature of the anomalous magnetic behaviors of BaTiO3 which has 113 ppm of Fe in Its composition from the reactants used to synthesize this material. Two sets of samples were prepared to try to understand whether the Fe influences the anomalous behavior observed in the third chapter of this work. One set of samples involved the preparation of 5 pellets barium titanate (with 113 ppm of Fe) with different thermal treatments. The second group consisted of 5 BaTiO3 single crystals commercially obtained, in which ion doping was made using different Fe concentrations. Structural characterization of these samples was made using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, SEM and EDS. Finally we made the magnetic characterization by measuring M-T and M-H curves using a VSM and/or a SQUID. We concluded that the Magnetoelectric effect present in the BTO samples should occur because the iron oxide clusters which accumulate at the grain boundaries result in interface effects. We can say that this BaTiO3: Fe is an unconventional Multiferroic were the Fe can be used as a Magnetoelectric probe that can be used in the magnetic study of electric phase transitions of BaTiO3! Future work will be made using Mössbauer spectroscopy and PAC to determine the local magnetic nature of the magnetic compound involved in Magnetoelectric effect.