Relevancia de la separacion de fases en manganitas magnetorresistivas

Resumo

TESIS título de la tesis: relevancia de la separación de fases en manganitas magnetorresistivas resumen: Las propiedades electrónicas y magnéticas de las manganitas, Lm-xAxMn03 (Ln=lantánido, A=alcalínotérreo) han sido estudiadas con mucho interés en las últimas décadas. El motivo reside en la extraordinaria riqueza de sus diagramas de fase y sus propiedades electrónicas inusuales, muy sensibles a variaciones sutiles de las variables físicas o químicas. La magnetorresistencia colosal (CMR), el orden de carga, el orden orbital, o las transiciones metal-aislante pueden servir como ejemplos, pero probablemente, la existencia de estados electrónicos inhomogéneos y de fenómenos de segregación de fases a diferentes escalas sean las características que más interrogantes y más investigaciones están generando. El presente trabajo de investigación se ha centrado en la preparación y caracterización de manganitas de estequiometría general Lns/8A3/8Mn03 con propiedades magnetoconductoras. Además de poseer estructura tipo perovskita con mayor o menor distorsión, todas las estequiometrías estudiadas tienen como nexo en común, como punto de partida la composición Las/sCaa/sMnCb, es decir el dopaje x=3/8 que maximiza la temperatura de Curie en las manganitas dopadas con Ca2+. La síntesis de los materiales se ha llevado a cabo por el método cerámico, optimizando los pasos a seguir en aras de obtener materiales lo más homogéneos desde un punto de vista químico. La caracterización magnética y eléctrica mediante medidas de magnetización y resistividad han mostrado comportamientos muy variables. Estados metálicos, transiciones metal-aislante así como comportamientos aislantes en todo el rango de temperaturas, o la existencia de transiciones ferromagnéticas o de orden de carga, por citar algunas. El análisis mediante el método Rietveld usando datos de difracción de rayos x sincrotón de polvo y de neutrones ha permitido obtener una óptima descripción estructural de las composiciones a temperatura ambiente, así como un estudio pormenorizado de la complejidad estructural y electrónica a baja temperatura. En los casos en los que se ha detectado segregación espontánea de fases a baja temperatura, los estudios cuantitativos desarrollados de las tases presentes han permitido comprender el comportamiento físico macroscópico singular de los óxidos investigados. En primer lugar se ha estudiado la influencia de la varianza (o2) de la distribución catiónica en la estructura en su comportamiento magnético y magnetorresistivo. La varianza es una variable relacionada con la disparidad de tamaños de diferentes cationes en la posición A de la perovskita para un mismo radio promedio. El aumento de la varianza conlleva una modificación sustancial tanto de las características estructurales como de las propiedades de transporte a baja temperatura. Asimismo se ha estudiado la incidencia de la modificación del número de cationes, para valores definidos de varianza y de radio medio, en la posición A de la estructura. Además se ha analizado la influencia del radio medio catiónico en la posición A en la familia arquetipo La5/8-yPryCa3/8Mn03. La modificación de dicho radio modula la competición de estados electrónicos aislantes y metálicos, y condiciona los fenómenos de separación de fases en el material. Se ha identificado y descrito una jerarquía multi-nivel de procesos de separación de fases que proporciona las claves para comprender fenómenos de interés tecnológico como la Memoria Magnetorresistiva Persistente (MMRP) en esta familia de óxidos.