Magnetismo de Ferritas Nanoestruturadas Preparadas por Mecanossíntese e Sol-Gel Protéico.
Nome: BRENO RODRIGUES SEGATTO
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 21/01/2011
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| CARLOS LARICA | Examinador Interno |
| EDSON PASSAMANI CAETANO | Orientador |
| JOSÉ DOMINGOS ARDISSON | Examinador Externo |
| JOSÉ RAFAEL CÁPUA PROVETI | Examinador Interno |
| ROBERTO MAGALHÃES PANIAGO | Examinador Externo |
Resumo: As propriedades magnéticas dos sistemas AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co) tipo espinélio processados mecanicamente e as das ferritas NiFe2O4 preparadas pela técnica de sol-gel protéico foram sistematicamente estudadas via espectroscopia Mössbauer do 57Fe sem campo aplicado e via medidas de magnetização, enquanto a estrutura cristalina foi investigada usando difração de raios X. Especificamente, para o NiFe2O4 mecanicamente processado, medidas de espectroscopia Mössbauer do 57Fe com campo também foram realizadas. Para a ferrita nanocristalina mecanicamente processada do tipo espinélio, a estrutura hiperfina estudada pela espectroscopia Mössbauer nos permitiu distinguir duas principais contribuições magnéticas: uma atribuída ao núcleo do grão cristalino (n-G), o qual possui propriedades magnéticas similares às volumétricas (n-AFe2O4) da estrutura tipo espinélio AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co) e outra devido a uma região de contorno de grão (CG), a qual apresenta desordens topológicas e químicas (d-AFe2O4). A espectroscopia Mössbauer determinou uma grande fração para a região d-AFe2O4 das ferritas nanocristalinas AFe2O4 moídas por longos tempos (maiores que 80 horas). Da espectroscopia Mössbauer com campo magnético aplicado, foi determinado que os spins do n-NiFe2O4 são inclinados (canted) em relação ao campo magnético aplicado, com isso, uma estrutura do tipo esperomagnética é sugerida para o d-NiFe2O4 com 63% da área do espectro Mössbauer. Os dados Mössbauer para o NiFe2O4 nanocristalino também mostraram que mesmo com campo aplicado de 12 T, a saturação magnética não foi alcançada para as duas fases magnéticas (n-NiFe2O4 e d-NiFe2O4). Em geral, as curvas de histerese para os AFe2O4 (A = Ni, Zn e Co), obtidos no protocolo de resfriamento com campo e registrados para campos de varredura (com campos máximos de 7 T), são deslocadas em ambos os eixos (magnetização e campo magnético), para temperaturas abaixo de 50 K. Também foi demonstrado que a XI
configuração da fase tipo vidro de spin da ferrita NiFe2O4 é fortemente modificada pelos consecutivos ciclos de campo, consequentemente a interação magnética NiFe2O4/d-NiFe2O4 é também afetada neste processo. Temos que enfatizar que a ferrita ZnFe2O4 mecanicamente processada tem estrutura do tipo espinélio inversa com uma temperatura de ordem magnética (acima de 40 K) alta em relação a seu equivalente volumétrico (11 K). Por sua vez, mostra-se neste trabalho que as ferritas nanocristalinas de NiFe2O4, preparadas pelo método de sol-gel protéico, não apresentaram deslocamentos na curva de histerese, após o resfriamento com campo magnético e, ao mesmo tempo, as curvas de histerese não estavam saturadas. A aparente ausência do efeito de descolamento horizontal (exchange bias) é explicada pelo fato de que no método de sol-gel os grãos cristalinos são grandes (~19 nm) e, consequentemente, o campo de exchange bias vai a zero, uma vez que o HEB α 1/tFI , onde o parâmetro tFI é a espessura ferrimagnética, assumida ser do tamanho de grão. Comparando os resultados magnéticos obtidos para a ferrita nanocristalina NiFe2O4 preparada pela moagem em altas energias e pelo método sol-gel, pode-se concluir que os deslocamentos nas curvas de histerese são extremamente dependentes da alta anisotropia da fase d-AFe2O4 (A = Ni e Zn). Portanto, os efeitos de deslocamentos nas curvas são devidos ao campo de exchange bias nas interfaces d-AFe2O4/n-AFe2O4 e, também, ao efeito de congelamento de spins causados pelo resfriamento da fase tipo vidro de spin com campo magnético aplicado.
