Síntesis y caracterización de la doble perovskita Sr2FeMoO6 dopada con Nd

Abstract

The compound Sr2FeMoO6 presents a medium-metallic ferromagnetic behavior where the Curie temperature (TC) is of great interest for the application of this material in spintronic devices. It is expected that the TC could be modified with the increase of itinerant electrons at the Fermi level. Nd doping in this compound increases the electron density, due to this, the substitution of Sr by Nd was made. In this work, we studied the double perovskite series Sr2– yNdyFeMoO6 with values for y = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75 y 1.00; because the neutrality of the charge in the system was not considered, the synthesis of the stoichiometric compound Sr2–yNdyFe1+xMo1–xO6 whit x = y/2 was carried out for the same concentrations. Effects of doping with Nd for both systems were studied, exhibiting a modification in the structural, chemical and magnetic properties including the behavior of the Curie temperature. These compounds were synthesized by solid state reaction. By X-ray diffraction analysis, a transition of crystalline structure from tetragonal to monoclinic was found for both compounds. By X-ray photoelectron spectroscopy it was found that the predominant valence of Fe is Fe3+ and the Mo changes from Mo5+ to Mo4+ with doping of Nd. The Curie temperature obtained both thermogravimetry and magnetic susceptibility shows an increasing behavior with the increase of doping.

El compuesto Sr2FeMoO6 presenta un carácter ferromagnético medio-metálico donde la temperatura de Curie (TC) es de gran interés para la aplicación de este material en dispositivos de espintrónica. Se espera que la TC pueda modificarse con el incremento de los electrones itinerantes en el nivel de Fermi. El dopaje con Nd en este compuesto aumenta la densidad de dichos electrones, debido a esto, se realizó la sustitución del Sr por Nd para tal efecto. En este trabajo se estudió la serie de perovskitas dobles Sr2– yNdyFeMoO6 con valores para y = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75 y 1.00. Debido a que no se consideró la neutralidad de la carga en el sistema, se procedió a realizar la síntesis del compuesto estequiométrico Sr2–yNdyFe1+xMo1–xO6 con x = y/2 para las mismas concentraciones. Se estudiaron los efectos del dopaje con Nd para ambos sistemas, exhibiéndose una modificación en las propiedades estructurales, químicas y magnéticas incluyendo el comportamiento de la temperatura de Curie. Estos compuestos se sintetizaron por reacción de estado sólido. Mediante el análisis de difracción por rayos X se encontró, para ambos compuestos, una transición de estructura cristalina de tetragonal a monoclínica. Mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X se encontró que la valencia predominante del Fe es Fe3+ y el Mo cambia de Mo5+ a Mo4+ con el dopaje de Nd. La temperatura de Curie obtenida tanto termogravimetría como por susceptibilidad magnética muestra un comportamiento creciente con el aumento del dopaje.