| Resumo: |
Neste
trabalho, amostras policristalinas de TbMnO3 obtidas por moagem em
altas energias, foram sintetizadas em três diferentes atmosferas:
Argônio, Oxigênio e atmosfera livre (ao ar), com o intuito de
compreender as relações estrutura-propriedades e verificar a influência
da atmosfera de síntese em suas propriedades físicas. Estudos de
difração de raios X e de nêutrons de alta resolução revelaram a
contração da célula unitária ortorrômbica do TbMnO3, majoritariamente
ao longo do eixo b, para as amostras sintetizadas em atmosfera de
Oxigênio e ao ar. Contudo, nenhuma mudança de valência dos íons de Mn
foi constatada nas análises de espectroscopia de absorção de raios X.
Os estudos de difração de nêutrons demonstram que a sub-rede de íons de
Mn de todas as amostras apresenta um ordenamento antiferromagnético
senoidal na fase antiferromagnética-paraelétrica, abaixo de 41 K, e uma
ordem cicloidal abaixo de 27 K, com direção de propagação ao longo do
eixo b. Uma vez que o ordenamento magnético devido à sub-rede de íons
de Mn do TbMnO3 é governado pela competição entre interações
ferromagnéticas de supertroca entre primeiros vizinhos e interações
antiferromagnéticas de supertroca entre segundos vizinhos de Mn, a
contração da célula unitária do TbMnO3 ao longo do eixo b favorece a
interação antiferromagnética de supertroca entre segundos vizinhos,
provocando a redução da resposta magnética das amostras sintetizadas em
atmosfera de Oxigênio e ao ar. Essa contração também promove a redução
da diferença de energia entre a banda de valência e a banda de
condução, resultando em perdas dielétricas maiores e menores valores de
constante dielétrica para as amostras sintetizadas em atmosfera de
Oxigênio e ao ar em relação à amostra sintetizada em atmosfera de
Argônio. As análises dielétricas também revelaram a presença de
processos de relaxação relacionados ao salto de portadores de carga no
interior e nos contornos de grão, que formam cargas espaciais que,
consequentemente, levam a uma resposta dielétrica aparentemente gigante
à temperatura ambiente.
Palavras chaves: Materiais multiferroicos. Magnetoelétricos. TbMnO3. Manganita de térbio.
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