Propriedades estruturais e magnéticas de compostos tetragonais do tipo A/sub x/B/sub 1-x/Ta/sub 2/O/sub 6/, onde A e B são metais de transição 3d

Abstract

A família trirutilo dos compostos AxB1¡xTa2O6, onde A, B = Fe, Co ou Ni, foi investigada por medidas de difração de raios-X (DRX), susceptibilidade magnética (χ(T)), magnetização (M(H)), difração de nêutrons (DN) e algumas medidas de espectroscopia Mössbauer (EM). O re namento dos difratogramas de raios-X mostra que as amostras estão bem cristalizadas e homogêneas, e que o sistema é uma solução sólida obedecendo a lei de Vegard para toda faixa de subtituição A↔ B. Curvas de susceptibilidade magnética exibem comportamentos típicos de sistemas de baixa dimensionalidade com um máximo alargado devido às correlações de curto alcance. As medidas de difração de nêutrons revelam estruturas magnéticas com dois vetores de propagação (1/2 , 0, 1/2 )' e (0, 1/2 , 1/2) para FeT a2O6; (± 1/4 , 1/4 , 1/2) para NiT a2O6; e (± 1/4 , 1/4 , 1/4 ) para CoT a2O6. Para os compostos do tipo FexNi1¡xTa2O6 e CoxNi1¡xTa2O6 foram observadas 4 con gurações magnéticas distintas, enquanto que para o composto FexCo1¡xTa2O6 foram encontradas apenas 3 con gurações distintas. Em todos os 3 sistemas, há uma estrutura magnética em comum: (± 1/4 , 1/4 , 0) que persiste no intervalo 0,24 ≥ x ≥ 0,6 para o primeiro; 0,57< x > 0,98 para o segundo; e 0,01 ≥ x ≥ 0,46 para o último. O diagrama de fases magnéticas apresenta indícios de bicriticalidade em x = 0,15; 0,24 a 0,27; 0,60 para os óxidos com Fe/Ni; x = 0,20; 0,57; 0,58; 0,98 para aqueles com Co/Ni; e em x = 0,01 e 0,46 para aqueles da família Fe/Co. Esse comportamento de bicriticalidade magnética, que se manifesta pela coexistência de fases magnéticas, é interpretado como sendo induzido pelas competições entre as anisotropias das diferentes fases presentes nesses sistemas.

The trirutile family AxB1¡xTa2O6, where A, B = Fe, Co or Ni, have been investigated by X-ray di raction (XRD), magnetic susceptibility (χ(T)), magnetization (M(H)), neutron di raction (ND) and some Mössbauer Spectroscopy (MS) measurements. Xray di raction re nement shows that the samples are well crystallized and homogeneous, and that the systems are a solid solution obeying the Vegard's law in the whole range of A $ B substitution. Magnetic susceptibility curves exhibit typical signatures of low-dimensional systems, with broadened maxima due to short range correlations. The neutron-di action measurements reveal magnetic structures with double propagation vectors (1/2 , 0, 1/2 )' and (0, 1/2 , 1/2) for FeT a2O6; (± 1/4 , 1/4 , 1/2) for NiT a2O6; and (± 1/4 , 1/4 , 1/4 ) for CoT a2O6. For FexNi1¡xTa2O6 and CoxNi1¡xTa2O6 systems, four distinct magnetic con gurations had been observed, whereas for FexCo1¡xTa2O6 three distinct con gurations have been observed. In all the three systems, there is one magnetic structure in common: (± 1/4 , 1/4 , 0) that persists in 0,24 ≥ x ≥ 0,6 for the rst one; in 0,57< x > 0,98 for the second; and in 0,01 ≥ x ≥ 0,46 for the last one. The phase diagram indicates bicritical behavior at x = 0.15, from 0.24 to 0.27, 0.60 for Fe/Ni oxides; x = 0.20, 0.57, 0.58, 0.98 for Co/Ni ones; and at x = 0.01 and 0.46 for the family Fe/Co. This behaviour, which is manifested by magnetic phases coexistence, is interpreted as being induced by competitions between the di erent anisotropies of the magnetic phases present in these systems.