REPOSITÓRIO INSTITUCIONAL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ (RI-UEM)
A missão do Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) é reunir, preservar e permitir o acesso à memória institucional (científica, técnica, artística e administrativa) da Universidade Estadual de Maringá em formato digital.
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http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2619| Autor(es): | Santos, Guilherme Maia |
| Orientador: | Luiz Fernando Cótica |
| Título: | Estudo das propriedades estruturais, ferroicas e multiferroicas de compostos baseados no AlFeO3 |
| Banca: | Ricardo Yoshimitsu Miyahara - UNICENTRO |
| Banca: | Willian Junior do Nascimento - UFPR |
| Banca: | Valdirlei Fernandes Freitas - UNICENTRO |
| Banca: | Breno Ferraz de Oliveira - UEM |
| Palavras-chave: | Magnetoelétrico;Multiferroico;Ferroelétrico relaxor |
| Data do documento: | 2015 |
| Editor: | Universidade Estadual de Maringá |
| Resumo: | Nos dias de hoje ainda é um problema desafiador a obtenção de materiais úteis tecnologicamente que apresentam um acoplamento magnetoelétrico na temperatura ambiente. Na busca por novos efeitos e materiais que apresentem este tipo de acoplamento, o estudo de efeitos magnetoelétrico não-linear foi proposto para materiais que apresentam desordem magnética e são ferroelétricos relaxores. Neste contexto, o óxido de ferro e alumínio (AlFeO3), que na temperatura ambiente é um composto ferroelétrico relaxor e apresenta uma frustração magnética do tipo spin glass, surge como um atrativo para o estudo de materiais magnetoelétricos livre de metais pesados que apresentam efeito magnetoelétrico não-linear. Os compostos a base de AlFeO3 são atraentes materiais multiferroicos, apresentando piezoeletricidade e ferrimagnetismo a baixa temperatura. Neste trabalho a síntese e as propriedades ferroicas das cerâmicas a base de AlFeO3 foram investigadas. Proporções estequiométricas dos precursores _Fe2O3 e _Al2O3 foram utilizadas, em seguida moídas e sinterizadas para a obtenção das cerâmicas de AlFeO3. Também cerâmicas dopadas com 2 % de Nb2O5 ou MnO2 foram sinterizadas em atmosfera de oxigênio a 1450 _C. Apresentamos estudos estruturais do composto AlFeO3 utilizando dados da difração de raios X com o método de Rietveld juntamente com o método da máxima entropia e com estudos de primeiros princípios da estrutura e propriedades elétricas baseado na teoria do funcional da densidade utilizando o software SIESTA. Pela combinação dessas duas técnicas, as análises do comportamento das propriedades estruturais, elétricas e magnéticas desse sistema foram feitas. Investigações dielétricas, piroelétricas e magnéticas sugerem um acoplamento magnetoelétrico entre os ordenamentos elétricos e magnéticos a temperaturas abaixo _ 220 K para as amostras AlFeO3, AlFe0, 98Mn0, 02O3 e AlFe0, 98Nb0, 02O3, onde os compostos apresentaram ordenamentos ferroelétricos e magnéticos. O comportamento do coeficiente magnetoelétrico em função do campo Hbias sugere que em temperatura ambiente o acoplamento magnetoelétrico é não-linear nas amostras de AlFeO3 e AlFe0, 98Nb0, 02O3 |
| Abstract: | It is still a challenging problem to obtain technologically useful materials displaying strong magnetoelectric coupling at room temperature. In the search for new effects and materials to achieve this kind of coupling, the study of nonlinear magnetoelectric effect has been proposed in the magnetically disordered relaxor ferroelectric materials. In this context, the aluminum iron oxide (AlFeO3), at room temperature ferroelectric relaxor and magnetic spin glass compound, emerges as an attractive lead-free magnetoelectric material along with nonlinear magnetoelectric effects. The AlFeO3-based compounds are attractive multiferroic materials, as those present piezoelectricity and ferrimagnetism at low temperatures. In this work the synthesis and ferroic properties of AlFeO3-based ceramics were investigated. Stoichiometric proportions of the precursors Fe2O3 and _Al2O3 - were milled and sintered to obtain AlFeO3 ceramics. Also, AlFeO3 ceramics doped with 2 % of Nb2O5 or MnO2 were sintered in oxygen atmosphere at 1450 0C. We present the structural studies of the AlFeO3 compound using the X-Ray diffraction data with Rietveld refinement method plus maximum entropy method and the first principle studies of the structural and electronic properties based on Density Functional Theory using the Siesta code. Following the combination of these two techniques, the analysis of the behavior of the structural, electric and magnetic properties of this system were made. Dielectric, pyroelectric and magnetic investigations suggested a magnetoelectric coupling between the electric and magnetic orderings at temperatures below _ 220 K for AlFeO3, AlFe0.98Mn0.02O3 and AlFe0.98Nb0.02O3, where the compositions show the ferromagnetic and ferroelectric ordering. The magnetoelectric coefficient behavior as a function of Hbias suggests a room temperature nonlinear magnetoelectric coupling in both single-phase and Nb-doped AlFeO3-based ceramic compositions |
| URI: | http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2619 |
| Aparece nas coleções: | 3.5 Tese - Ciências Exatas (CCE) |
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