Estudo estrutural e magnético de compostos com estrutura do tipo gaiola da série R3Ir4Sn13 (R= La e Gd)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, Karla Kariny Ferreira
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122143
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcos Abreu Avila
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A família R3M4Sn13 voltou a despertar o interesse da comunidade científica devido à possível relação entre supercondutividade e a ocorrência de um ponto crítico quântico estrutural, como reivindicado para os supercondutores Ca3Ir4Sn13 (Tc = 7 K) e Sr3Ir4Sn13 (Tc = 5 K). Este resultado motiva investigações sistemáticas adicionais sobre a inter-relação da transição de fase quântica estrutural e a supercondutividade/magnetismo em outros materiais correlatos Neste trabalho, apresentamos resultados de caracterizações das propriedades estruturais, magnéticas e térmicas no antiferromagneto Gd3Ir4Sn13. Monocristais de Gd3Ir4Sn13 foram crescidos por meio da técnica de auto fluxo de Sn e caracterizados por difração de raios X de pó à temperatura ambiente a fim de identificar a fase. As distorções dos poliedros de coordenação são observadas à temperatura ambiente, com parâmetro de rede a ¿ 19,25 Å e grupo espacial I4132 (No 214). Medidas de susceptibilidade magnética e calor específico em função da temperatura mostram a ocorrência de uma dupla transição magnética em TN1 ¿ 9 K e TN2 ¿ 10,2 K para orientações de campo paralelas aos eixos cristalográficos [100] e [110]. A partir do ajuste do inverso da suscetibilidade magnética versus temperatura observamos que o Gd3Ir4Sn13 obedece a um comportamento do tipo Curie-Weiss com temperatura de Curie-Weiss de -25 K e momento magnético efetivo µe f f ¿ 8,02 µB/átomo-Gd, que é comparável ao valor teórico de 7,94 µB/átomo-Gd para o íon livre de Gd3+. Mapeando a evolução das temperaturas características em função do campo magnético, obtivemos diagramas de fases T-H inéditos para as duas orientações de campo investigadas para o Gd3Ir4Sn13. Nossos resultados revelam uma evolução não trivial das transições magnéticas, com o surgimento de uma terceira transição induzida pelo campo, dando origem a múltiplas fases magnéticas.The ternary stannides R3M4Sn13 (R = rare earth or alkaline-earth, M = transition metal) are caged structure compounds which present a variety of ground states such as heavy-fermion behavior, conventional superconductivity and complex magnetic structures, among others. A common feature to a number of compounds of the series is the occurrence of a transition from a simple cubic structure to a superlattice variant at a temperatura T*. The R3M4Sn13 family has recently regained interest due to the possible interplay between superconductivity and the occurrence of a structural quantum critical point, as claimed in superconducting Ca3Ir4Sn13 (Tc = 7 K) and Sr3Ir4Sn13 (Tc = 5 K). This finding motivates further systematic investigations of the superlattice quantum phase transition and its relationship with the occurrence of superconductivity and/or magnetism in other related materials. In this work, we present results of structural, magnetic and thermal characterizations on antiferromagnetic Gd3Ir4Sn13. Single crystals of Gd3Ir4Sn13 were grown by the self-flux technique and characterized by x-ray powder diffraction at room temperature in order to identify the phase. Distortions of the coordination polihedrons are observed at room temperature, with the lattice constant 19,25 Å and space group I4132 (No 214). Measurements of the magnetic susceptibility and specific heat as a function of temperature for different magnetic fields show the occurrence of a double magnetic transition at TN1 ¿ 9 K and TN2 ¿ 10,2 K for orientations of magnetic field parallel to the [100] and [110] crystallographic axes. From the inverse of the magnetic susceptibility versus temperature, we found that Gd3Ir4Sn13 obeys the Curie-Weiss law in the temperature range above 50 K with a Curie-Weiss temperature of -25 K and an effective magnetic momentum µe f f ¿ 8,02 µB/Gd-atom, which is comparable to the theoretical value of 7,94 µB/Gd-atom for the free Gd3+ ion. By mapping the evolution of the characteristic temperatures as a function of magnetic field, we obtained an unprecedent T-H phase diagrams for the two field orientations investigated on Gd3Ir4Sn13. Our results reveal a nontrivial evolution of magnetic transitions, with the emergence of a third field-induced transition, given rise to multiple magnetic phases.Avila, Marcos de AbreuFerreira, Leticie MendonçaFerreira, Fábio FurlanGarcia, Fernando AssisDalpian, Gustavo MartiniBarbosa, Karla Kariny Ferreira2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf103 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122143http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122143&midiaext=79274http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122143&midiaext=79275Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122143porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-02-25T15:09:23Zoai:BDTD:122143Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-02-25T15:09:23Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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