Author(s):
Ribeiro, Bruno Miguel Soares 
Date: 2008
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/1273
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Engenharia física; Teses de mestrado
Document details
Estudo do efeito da substituição de iões de titânio por iões de ferro na matriz...
Description
Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008 O trabalho que aqui se apresenta foi realizado com o objectivo de dar mais um contributo para a recente procura de materiais que exibam propriedades multiferróicas. Em prol deste objectivo orientador, procurou-se averiguar a possibilidade de obter um material que exibisse estas propriedades, tendo como ponto de partida o BaTiO3 que é um material ferroeléctrico, já bem estudado e caracterizado, e por isso um potencial candidato a multiferróico, mediante a introdução de impurezas magnéticas na sua matriz cristalina. Neste trabalho foi estudado o efeito da introdução de iões de Fe na estrutura cristalina do BaTiO3, usando para tal, essencialmente, uma abordagem computacional baseada em cálculos ab initio. Numa vertente experimental, foram também caracterizados filmes finos da fase cúbica do BaFeO3. Foi efectuada a caracterização da fase cúbica do BaFeO3, resultante da substituição da totalidade dos iões de Ti por iões de Fe. Apresentam-se resultados obtidos usando a aproximação da densidade local (LDA) e aproximação da densidade local com introdução de um termo de correlação específica (LDA+U). Verificou--se que sem introduzir este termo de correlação específica para descrever o comportamento dos electrões 3d do Fe, obtém-se um composto magnético que exibe um momento de 3.8 µB por ião de Fe, e um carácter metálico. Para U > 3.8 eV o BaFeO3 passa a exibir um comportamento semi-metálico (half-metalic) e obtém-se um momento magnético por ião de Fe de 2 µB. No decurso deste trabalho efectuou-se também a caracterização, quanto às propriedades magnéticas, de filmes finos de BaFeO3, depositados por PI-MOCVD (Pulsed Injection - Metal Organic Chemical Vapour Deposition). Verificou-se que os filmes apresentam irreversibilidade magnética até à temperatura ambiente, e exibem um momento magnético de 0.02 µB por ião de Fe. Concluiu-se que existem evidencias de que o acoplamento presente nos filmes é antiferromagnético. Foram também estudadas, usando cálculos ab initio, substituições de 25 %, 50 % e 75 % de iões de Ti por iões de Fe, tendo-se concluído que em qualquer destes casos se obtém compostos com carácter metálico, pelo que se exclui igualmente a possibilidade de apresentarem propriedades ferroeléctricas. Para uma susbtituição de 25 % obtém-se um composto magnético com um momento de 1.9 µB
Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008 O trabalho que aqui se apresenta foi realizado com o objectivo de dar mais um contributo para a recente procura de materiais que exibam propriedades multiferróicas. Em prol deste objectivo orientador, procurou-se averiguar a possibilidade de obter um material que exibisse estas propriedades, tendo como ponto de partida o BaTiO3 que é um material ferroeléctrico, já bem estudado e caracterizado, e por isso um potencial candidato a multiferróico, mediante a introdução de impurezas magnéticas na sua matriz cristalina. Neste trabalho foi estudado o efeito da introdução de iões de Fe na estrutura cristalina do BaTiO3, usando para tal, essencialmente, uma abordagem computacional baseada em cálculos ab initio. Numa vertente experimental, foram também caracterizados filmes finos da fase cúbica do BaFeO3. Foi efectuada a caracterização da fase cúbica do BaFeO3, resultante da substituição da totalidade dos iões de Ti por iões de Fe. Apresentam-se resultados obtidos usando a aproximação da densidade local (LDA) e aproximação da densidade local com introdução de um termo de correlação específica (LDA+U). Verificou--se que sem introduzir este termo de correlação específica para descrever o comportamento dos electrões 3d do Fe, obtém-se um composto magnético que exibe um momento de 3.8 µB por ião de Fe, e um carácter metálico. Para U > 3.8 eV o BaFeO3 passa a exibir um comportamento semi-metálico (half-metalic) e obtém-se um momento magnético por ião de Fe de 2 µB. No decurso deste trabalho efectuou-se também a caracterização, quanto às propriedades magnéticas, de filmes finos de BaFeO3, depositados por PI-MOCVD (Pulsed Injection - Metal Organic Chemical Vapour Deposition). Verificou-se que os filmes apresentam irreversibilidade magnética até à temperatura ambiente, e exibem um momento magnético de 0.02 µB por ião de Fe. Concluiu-se que existem evidencias de que o acoplamento presente nos filmes é antiferromagnético. Foram também estudadas, usando cálculos ab initio, substituições de 25 %, 50 % e 75 % de iões de Ti por iões de Fe, tendo-se concluído que em qualquer destes casos se obtém compostos com carácter metálico, pelo que se exclui igualmente a possibilidade de apresentarem propriedades ferroeléctricas. Para uma susbtituição de 25 % obtém-se um composto magnético com um momento de 1.9 µB
Document Type
Master Thesis
Advisor(s) Gasche, Thomas Peter; Borges, Rui
Advisor(s) Gasche, Thomas Peter; Borges, Rui
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