Modificación de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas del BiFeO3 por la incorporación de Ba y Nb

Abstract

.06 y 0.09) powders were synthesized using the citrate-gel method. Infrared spectroscopy indicated shifting of Bi/Ba-O and Fe/Nb-O bond vibrations and a structural transition was observed by X-ray diffraction. A Williamson-Hall (W-H) analysis revealed that Ba/Nb dopant reduces the particle size and increases the strain crystalline lattice. Impedance analysis suggests that electrical relaxation process is temperature dependent, for all compositions obtained. Furthermore, electrical conductivity increases with temperature showing a typical negative temperature coefficient of the resistance (NTCR) analogous to a semiconductor. Magnetization v magnetic field curves reveal weak ferromagnetic behaviour within the BiFeO 3 doped with Ba and Nb, and co-doped with Ba-Nb, measured at room temperature.Keywords: multiferroic; citrate-gel; W-H analysis; magnetic properties. INTRODUCCIÓNExisten muy pocos materiales multiferroicos tanto en su forma natural como sintetizados en un laboratorio, un material representativo de este grupo es la ferrita de bismuto, BiFeO 3 (BFO), que presenta ventajas sobre otros compuestos multiferroicos debido a sus elevadas temperaturas de Curie y de Néel (T C~ 1100 K, T N~ 640 K). El BFO ha despertado interés en las ciencias básicas y ha demostrado un gran potencial para nuevas aplicaciones, debido a que presenta propiedades ferromagnéticas (ordenamiento antiferromagnético tipo G) y ferroeléctricas a temperatura ambiente.1 El problema principal de este sistema es la dificultad de obtenerlo monofásico por métodos convencionales ya que al sintetizarlo se forman simultáneamente diversas fases secundarias como Bi 2 O 3 , Bi 2 Fe 4 O 9 y Bi 25 FeO 39 ; una de las opciones para eliminar la presencia de fases secundarias es su dopaje con cationes que sustituyan los sitios A y B en su estructura y a su vez, favorezca sus propiedades físicas. Un aumento de la magnetización fue reportado para cerámicas de BiFeO 3 dopadas, indicando una forma posible de suprimir la modulación de espines en soluciones sólidas Bi 1-x A x FeO 3 (A=La, Ba, Pb).2,3,4 Se encontró que el valor de la magnetización neta depende fuertemente de la clase de elemento diamagnético que se use como dopante; por ejemplo, la magnetización espontánea de las muestras dopadas con bario es al menos un orden de magnitud mayor que el observado para las soluciones sólidas resultado del dopaje con lantano con la misma concentración de dopante, 2,4 la naturaleza de una correlación entre el tipo de dopante diamagnético y las propiedades magnéticas de las muestras aún no es muy clara.3 Recientemente, algunos investigadores estudiaron la sustitución de hierro por niobio para el BFO, reportando un gran aumento en la resistividad eléctrica de las cerámicas obtenidas, una débil polarización remanente y un comportamiento similar al ferromagnético.5 Otros investigadores prepararon cerámi-cas de BFO sustituyendo el hierro por niobio y cobalto, reportando pequeñas transiciones de fase estructurales, así como bajas pérdidas dieléctricas, ellos sugieren que el do...

Surface and Electrical Characterization of Bilayers Based on BiFeO3 and VO2

“…Studies of the phenomena that lead to the improvement of magnetostriction and/or ferroelasticity properties focus mainly on changes in the crystalline structure of a material by the incorporation or substitution of other elements [ 6 , 7 , 8 ]. However, another alternative is the coupling of different materials in thin film heterostructures (see [ 9 , 10 , 11 ]).…”