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| A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada | ||
| DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X E REFINAMENTO DE ESTRUTURA (RIETVELD) DO BiFeO3, PURO E MODIFICADO COM Mn. | ||
| Helder Luciani Casa Grande 1 (helder@dfi.uem.br), Valdirlei Fernandes Freitas 1, Luiz Fernando Cótica 1, Andrea Paesano Jr 1, Suzana Nóbrega de Medeiros 1, Maurício Antonio Custódio de Melo 1 e Ivair Aparecido dos Santos 1 | ||
| (1. Depto. de Física, Universidade Estadual de Maringá – UEM) | ||
| INTRODUÇÃO:
Os materiais ferroeletromagnéticos, entre os quais o óxido de ferro e bismuto (BiFeO3), são materiais que apresentam em uma mesma fase características ferroelétricas e ferromagnéticas, apresentando, desta forma, dois estados reversíveis, um estado reversível de polarização espontânea e outro de magnetização espontânea. Os materiais ferroeletromagnéticos encontram uma vasta gama de potenciais aplicações nas áreas onde os ferroelétricos e ferromagnéticos já são aplicados, e a junção entre essas características proporciona novas potencialidades práticas, inclusive em dispositivos de memória de múltiplo estado, nos quais as informações podem ser armazenadas tanto no estado de polarização quanto no estado de magnetização do material. O BiFeO3 foi estudado puro e também modificado com manganês, objetivando a determinação de sua estrutura cristalina e o refinamento da mesma através da aplicação do Método de Refinamento Rietveld, com auxílio do programa computacional Fullprof. Ainda visamos o entendimento da origem de seu estado ferroeletromagnético, através da observação de sua estrutura cristalina. Visamos também com esta modificação com manganês otimizar e entender as alterações ocorridas em suas características físicas. |
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| METODOLOGIA:
As amostras foram preparadas no Laboratório de Materiais Especiais do Departamento de Física da Universidade Estadual de Maringá. As mesmas foram obtidas por moagem de alta energia, utilizando um moinho de bolas Fritsch, modelo Pulverisette 6. Os precursores óxidos Mn2O3, Bi2O3 e α-Fe2O3, todos de pureza analítica, foram previamente misturados nas proporções desejadas e, então, submetidos a moagem de alta energia. As modificações com Mn se deram nas proporções de 5, 10, 15, 20 e 50 mol%, de íons de Mn no lugar de íons de Fe. As amostras obtidas foram submetidas a tratamentos térmicos pós-moagem. A difratometria de raios-X foi realizada no Laboratório de Difração de Raios-X do Departamento de Física da Universidade Estadual de Maringá, utilizando um difratometro Shimazu modelo D-6000. Os difratogramas foram analisados através do Método de Refinamento Rietveld, utilizando o programa computacional Fullprof. O Método de Refinamento Rietveld baseia-se na construção de um padrão de difração calculado de acordo com o modelo estrutural da amostra analisada. Os parâmetros iniciais do padrão de difração calculado foram obtidos do arquivo JCPDS (Joint Committee for Powder Diffraction Studies) e de trabalhos científicos reportados na literatura sobre este material. |
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| RESULTADOS:
Com o Refinamento Rietveld verificou-se que a fase formada apresentava uma estrutura tipo perovskita com simetria cúbica. Esta é caracterizada por um pequeno cátion Fe no centro de um octaedro de ânions de oxigênios com cátions Bi nos vértices da cela cúbica. Com a modificação com manganês no BiFeO3 ocorreu a substituição do cátion Fe pelo cátion Mn no sitio do cátion Fe. Com os resultados do Refinamento de Estrutura Rietveld de todas as amostras verificamos através do parâmetro de ocupação de sitio do cátion Fe, que a substituição do cátion Fe pelo cátion Mn se deu aproximadamente nas mesmas proporções previamente escolhidas, ou seja 5%, 10%, 15%, 20% e 50%. |
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| CONCLUSÕES:
Concluí-se através da observação dos resultados que a dopagem, do ponto de vista cristalográfico, ocorreu efetivamente com a formação da solução sólida BiFe1-x Mnx O3. Espera-se como perspectiva que as propriedades ferroelétricas do BiFeO3 neste novo composto seja mantida, pois este material já apresentava um alto valor de polarização espontânea, e que a baixa magnetização espontânea do mesmo seja compensada pela adição do cátion Mn, pois sabe-se de trabalhos científicos reportados na literatura sobre materiais com estrutura de perovskitas e o cátion Mn em seu centro, que estes apresentam uma alta magnetização espontânea. Assim tem-se a perspectiva de otimizar as características ferroeletromagnéticas deste material. |
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| Instituição de fomento: CNPq | ||
| Trabalho de Iniciação Científica | ||
| Palavras-chave: Materiais Ferroeletromagnéticos; Refinamento Rietveld; Moagem de alta energia. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |