Preparación y estudio de las características estructurales, morfológicas y magnéticas del sistema nanoestructurado Cu1-xMnxFe2O4

Abstract

Nanopartículas del sistema Cu1-xMnxFe2O4 para las concentraciones x = 0; 0,2; 0,8 y 1, se sintetizaron por el método de sol-gel y auto-combustión, y se caracterizaron estructuralmente mediante Difracción de Rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja (IR) y Microscopía Electrónica de Transmisión (MET). La caracterización magnética se realizó mediante un magnetómetro SQUID y un magnetómetro de muestra vibrante (VSM), además se estimó la brecha de energía de las muestras, a partir de su espectro de absorción óptica. Los difractogramas de rayos X evidenciaron la formación de la estructura cúbica espinela de los nanocompuestos de ferrita sintetizados y la formación de segundas fases en todas las muestras, siendo estas: CuO en las muestras de CuFe2O4 y Cu0, 8Mn0, 2Fe2O4, y Fe0, 974O en las muestras Cu0,2Mn0,8Fe2O4 y MnFe2O4. También, en las micrografías se observó variaciones en la forma y tamaño entre las partículas, así como una fuerte aglomeración entre éstas. Las medidas de magnetización en función de temperatura, mostraron mediante las curvas ZFC y FC, que entre 5 y 300 K no se observó la temperatura de bloqueo en las muestras, y en consecuencia los sistemas presentan un estado magnéticamente ordenado en dicho rango de temperaturas, observación corroborada mediante las curvas de histéresis realizadas a temperatura ambiente, ya que éstas presentan un valor de campo coercitivo distinto de cero. Los valores de magnetización máxima observados en las curvas de histéresis pueden asociarse con los de una espinela parcialmente invertida, al comparar los valores experimentales con los calculados para los coeficientes de inversión estimados. Las muestras de mayor contenido de manganeso presentaron valores que no se corresponden con los estimados según el modelo de Néel de momentos magnéticos colineales, lo que puede atribuirse a efectos de orden no colineal entre los mismos y la presencia de la segunda fase antiferromagnética ya mencionada.