Estudio de la posible coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga en óxidos cerámicos Bi_1-xSr_xMnO₃ (x﹤0.3)

Abstract

The possible coexistence of ferromagnetism and charge/orbital order in Bi 3/4 Sr 1/4 MnO 3 has been investigated. The manganite Bi 0.75 Sr 0.25 MnO 3 , with commensurate charge balance, undergoes an electronic transition at T CO~6 00 K that produces a longrange modulation with double periodicity along a and c axis, and unusual anisotropic evolution of the lattice parameters. The previously proposed ferromagnetic properties of this new ordered phase were studied by magnetometry and diffraction techniques. In zero field the magnetic structure is globally antiferromagnetic, ruling out the apparition of spontaneous ferromagnetism. However, the application of magnetic fields produces a continuous progressive canting of the moments, inducing a ferromagnetic phase even for relatively small fields (H<<1 T). Application of pulsed high fields produces a remarkable and reversible spin polarization (under 30 T, the ferromagnetic moment is ~3 µ B /Mn, without any sign of charge order melting). The coexistence of ferromagnetism and charge order at low and very-high fields is a remarkable property of this system. Keywords: Manganites, Charge order, Ferromagnetic oxides, Multiferroic. Estudio de la posible coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga en oxidos ceramicos Bi 1-x Sr x MnO 3 (x<0.3)Se ha estudiado la coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga en óxidos cerámicos del tipo Bi 1-x Sr x MnO 3 con x<<0.5. Bi 0.75 Sr 0.25 MnO 3 (x =2/8) presenta una transición estructural y electrónica a T CO~6 00 K que da lugar a nueva fase de orden de carga con simetría promedio Ibmm y una supercelda que dobla los ejes a y c . BiMnO 3 (multiferroico) es ferromagnético por debajo de T C =105 K. Se han utilizado técnicas magnéticas y de difracción para investigar si la persistencia de ferromagnetismo en las medidas magnéticas hasta x≤0.4 puede ser el resultado de una dilución progresiva de la fase ferromagnètica del compuesto monoclínico puro. La estructura magnética en Bi 0.75 Sr 0.25 MnO 3 es globalmente antiferromagnètica, descartando la aparición de ferromagnetismo espontáneo. Sin embargo, la respuesta al campo magnético es inusual: se observa un canting continuado y progresivo de los momentos desde campos muy pequeños hasta la saturación ferromagnètica, sin signos de la fusión del orden de carga con campos de hasta 30 Teslas. La coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga es una propiedad remarcable de estos óxidos.Palabras clave: orden de carga, manganitas, ferromagnetismo multiferróico.

Magnetic and electronic properties of Bi0.75Ca0.25MnO3

“…Sol-gel synthesis was chosen with the purpose of obtaining a single-phase material at relatively low temperature to minimize a possible Bi deficiency due to evaporation. A detailed description of sample preparation and preliminary characterization has been previously reported in [7,9,15].…”