Estudio de nuevas perovskitas AA'BB'06 : influencia de los cationes A y B sobre sus propiedades físicas y estructuras cristalinas y magnéticas

• Autores: Arciniegas Jaimes, Diana Marcela
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carbonio, Raul Ernesto; Bercoff, Paula Gabriela; Dassie, Sergio Alberto; Aurelio, Gabriela; Reinaudi, Luis
• Materia: Fisicoquímica orgánica; Perovskita; Síntesis orgánica; Propiedades magnéticas; Propiedades físicas; Metales; Cationes; Materiales; Ciencia de los materiales
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2018.
Arciniegas Jaimes, Diana Marcela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Carbonio, Raul Ernesto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Bercoff, Paula Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.
Dassie, Sergio Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Reinaudi, Luis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Aurelio, Gabriela. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Departamento de Haces de Nuetrones del RA10 - CAB; Argentina.
El objetivo general de esta tesis doctoral consiste en diseñar, sintetizar y caracterizar a través de diversas técnicas, nuevos materiales que posean potenciales aplicaciones en dispositivos tecnológicos, con propiedades ferroeléctricas, magnéticas, multiferroicas y/o magnetorresistentes. Para obtener los materiales propuestos, se hizo uso de dos métodos de síntesis, siendo el más explorado el método cerámico tradicional. La síntesis fue lograda con éxito en la mayoría de los casos. Todos los materiales presentados en la tesis tienen estructura de tipo perovskita con fórmula ABO3, AA’BB’O6 o A2BB’O6, en donde B suele ser un catión de los metales de transición 3d; y B’ generalmente es un catión de los metales de transición 4d o 5d o un ion diamagnético del bloque p. Este tipo de estructuras han sido ampliamente estudiadas debido a que exhiben múltiples propiedades interesantes en aplicaciones tecnológicas. Los materiales obtenidos no han sido previamente informados en la literatura, generando un impacto positivo en la ciencia de materiales, lo cual es un aspecto fundamental del grupo de investigación al cual pertenezco. Estos nuevos compuestos obtenidos se describen en esta tesis de manera resumida de la siguiente forma:  La serie de perovskitas Ba1+xLa1-xMnSbO6 con 0,1 ≤ x ≤ 0,7, cuya síntesis fue realizada a través del método cerámico tradicional, fue caracterizada estructuralmente mediante las técnicas de difracción de rayos X de polvos y difracción de neutrones de polvos. Por medio de estas técnicas, se pudo determinar que las perovskitas dobles formadas poseen un grupo espacial I 2/m para pequeños valores de x, generándose una transición de fase, que pasa a una estructura tetragonal con grupo espacial I 4/m a partir de x = 0,3. A través de espectroscopía de emisión de rayos X, se determinó el estado de oxidación del Mn, observándose una mezcla de Mn2+ y Mn3+. Los cationes Mn2+/3+ y Sb5+ se distribuyen de manera altamente ordenada en los sitios octaédricos. Por otro lado, la caracterización magnética se realizó mediante medidas de magnetización vs. temperatura y vs. el campo magnético, lo que ha sido importante para poder entender y explicar el comportamiento magnético de cada una de las muestras, corroborando la existencia de nanoclusters magnéticos con supermomentos. Además, esta mezcla de estados de oxidación para el Mn le da ciertas características magnéticas notables al sistema. Es importante mencionar que al haber contado con estas técnicas para la caracterización de las perovskitas, se logró obtener una correlación más clara entre estructura y propiedades.  La familia de perovskitas CaLaBSbO6 con B = Mn, Co y Ni; obtenida a partir del método cerámico tradicional, fue caracterizada mediante DRXP, medidas magnéticas y espectroscopía de emisión de rayos X. Estos materiales cristalizan con el grupo espacial monoclínico P21/n y poseen una alta distorsión de la estructura a través del giro de los octaedros, los cuales poseen ángulos de giro grandes. De las medidas magnéticas, se observa un comportamiento complejo que es más notable para el caso de B = Mn, observándose distintos fenómenos como XIV fase de Griffith y superparamagnetismo, entre otros. Por medio de la caracterización espectroscópica, se pudieron determinar los estados de oxidación para el Mn y Co en cada uno de los compuestos.  La familia de perovskitas La2MnB’O6 con B’ = Zr, Ti; se obtuvo por vía seca y fue caracterizada estructuralmente por DRXP y DNP. Con esta última técnica se pudo definir el grupo espacial con el que cristaliza cada perovskita, siendo Pnma para B’ =Zr y P21/n para B’ = Ti. Además, a bajas temperaturas las estructuras magnéticas correspondientes son inconmensuradas, siendo el primer antecedente de este tipo de estructuras en el grupo de investigación de Nuevos Materiales del Departamento de Fisicoquímica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba, lo que permite incursionar en la formación y estudio de este tipo de estructuras, las cuales pueden inducir estados ferroeléctricos que consigan acoplarse más fuertemente al ordenamiento magnético en comparación con materiales multiferroicos convencionales. En el caso de la muestra con B’ = Zr, se realizaron las medidas magnéticas, observándose un comportamiento superparamagnético.
2020-12-31
Arciniegas Jaimes, Diana Marcela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
Carbonio, Raul Ernesto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Bercoff, Paula Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.
Dassie, Sergio Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Reinaudi, Luis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.
Aurelio, Gabriela. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Departamento de Haces de Nuetrones del RA10 - CAB; Argentina.