Efeito da diluição magnética pela dopagem com ítrio nas propriedades estruturais, microestruturais e magnéticas do pirocloro Gd2Ru2O7

Abstract

São denominados pirocloros os materiais de fórmula geral A2B2X6X0, onde o sítio A pode ser ocupado por elementos de valência +1, +2, +3 ou +4; o sítio B por elementos de valência +3, +4, +5 ou +6 e o X pode ser ocupado pelos íons O2��, OH1�� e F1��, entre outros. Diferentes propriedades, que vão desde novos fenômenos de transporte, supercondutividade, desordem magnética à atividade catalítica, são estudadas neste tipo de estrutura em decorrência dos diversos tipos de ocupação dos sítios. No presente trabalho, estudamos o pirocloro Gd2Ru2O7, onde os sítios A e B são ocupados por elementos magnéticos, quanto às suas propriedades estruturais, microestruturais e magnéticas, bem como o efeito da diluição magnética do sítio do Gd pela dopagem com o elemento Y. As amostras foram preparadas por reação de estado sólido em diferentes rotas de tratamento térmico a fim de se obter compostos monofásicos. Para a caracterização estrutural foi utilizada a técnica de difração de raios X (DRX) com análise do refinamento de Rietveld; para o estudo morfológico foi utilizada a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a caracterização magnética foi realizada utilizando um magnetômetro SQUID para medidas de susceptibilidade dc. Os dados de DRX com a análise do refinamento levou a confirmação da melhor rota de tratamento térmico utilizada para a obtenção de amostras monofásicas. Foi determinado que os sistemas cristalizam numa estrutura cúbica de face centrada, onde o parâmetro de rede contrai com o aumento do teor de Y, seguindo a lei de Vegard. Quanto à morfologia dos materiais, foi verificado que a adição do ácido nítrico na reação de estado sólido provê sistemas mais homogêneos, inclusive quanto ao tamanho dos grãos. Os momentos magnéticos dos sistemas Gd2_xYxRu2O7, com x = 0; 0;0; 1;0; 2;1;0 e 2; 0, foram calculados e comparados com os dados fornecidos pelas medidas magnéticas. Foi observado um comportamento paramagnético de cordo com a lei de Curie-Weiss para temperaturas acima de 35K em todas as amostras. A constante de Curie e a temperatura de Weiss foram obtidas pela curva experimental e mostraram um indicativo de interação antiferromagnética nos sistemas estudados. A diluição magnética da matriz levou à diminuição da magnetização com o aumento do teor do dopante