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Se reporta el proceso de síntesis del material complejo de tipo perovskita Bi0.5R0.5FeO3 (R=Eu, Sm, Dy) mediante el método cerámico, así como su caracterización estructural, óptica, magnética y eléctrica. Los datos refinados de difracción de rayos X revelaron que este material cristaliza en una estructura ortorrómbica (grupo espacial Pnma número 62). La respuesta óptica en la curva de espectroscopia de reflectancia difusa proporcionó un valor de brecha energética típico de los materiales semiconductores. La magnetización presentó un comportamiento histerético de campo coercitivo muy bajo característico del ferromagnetismo débil, para todas las temperaturas examinadas por debajo de 300 K y la aplicación de varios campos magnéticos. Las curvas de permitividad eléctrica real y compleja evidenciaron la presencia de procesos de relajación dieléctrica a 113 K, lo que concuerda con los reportes sobre corrientes piroeléctricas y termoestimuladas en función de la temperatura y revela la aparición de polarización ferroeléctrica por debajo de los 113 K, con un posible acoplamiento magnetoeléctrico. Por otro lado, se hizo un estudio teórico de la estructura electrónica con y sin la fase distorsiva de Berry. Se hicieron cálculos ab initio siguiendo el formalismo de la teoría funcional de la densidad y el método de ondas planas pseudopotenciales, formalismo en el cual los mecanismos de intercambio y correlación se describen mediante el enfoque de gradiente generalizado (GGA + U) considerando la polarización de espín. El análisis con la fase de Berry sugirió la presencia de ferroelectricidad a menos de 113 K, lo que concuerda con el análisis experimental que sugiere un comportamiento biferroico a bajas temperaturas debido a que la fase distorsiva introduce hibridaciones entre los estados 3d-Fe y 2p-O que favorecen la aparición de interacciones Dzyaloshinskii-Moriya, las cuales, a su vez, facilitan la aparición de ferroelectricidad en condiciones de ferromagnetismo débil. Las propiedades termodinámicas en presencia y ausencia de la fase de Berry en el modelo cuasi-armónico de Debyerevelaron la aparición de una transición ferroeléctrica a los 113 K, lo que corrobora la naturaleza magnetoeléctrica a bajas temperaturas. El carácter ferromagnético semiconductor a temperatura ambiente potencia este material para aplicaciones en tecnología espintrónica. We report here the synthesis process of the perovskite-like complex material Bi0.5R0.5FeO3 (R=Eu, Sm, Dy) using the ceramic method, as well as its structural, optical, magnetic, and electrical characterizations. Refined X-ray diffraction data revealed that this material crystallizes in an orthorhombic structure (space group Pnma number 62). The band gap value in the optical response shown in the diffuse reflectance spectroscopy curve was typical of semiconductor materials. The magnetization exhibited a very low coercive field hysteretic behavior, which is characteristic of weak ferromagnetism, for all temperatures examined below 300 K and the various magnetic fields applied. The real and complex electric permittivity curves showed the occurrence of dielectric relaxation processes at 113 K in agreement with reports of pyroelectric and thermo-stimulated currents as a function of temperature revealing the appearance of ferroelectric polarization below 113 K with possible magnetoelectric coupling. On the other hand, we made a theoretical study of the electronic structure with and without the inclusion of a Berry distortional phase and ab-initio calculations following the density functional theory formalism and the pseudopotential plane wave method. In this formalism, the exchange and correlation mechanisms are described by the generalized gradient approach (GGA + U) considering spin polarization. The Berry phase analysis suggested the occurrence of ferroelectricity at temperatures below 113 K consistent with the experimental analysis evidencing a biferroic behavior at low temperatures given that the distortional phase introduces hybridizations between the 3d-Fe and 2p-O states favoring the appearance of Dzyaloshinskii-Moriya interactions, which, in turn, facilitate the appearance of ferroelectricity coexisting with a weak ferromagnetism. The thermodynamic properties in the presence or absence of the Berry phase by means of the Debye quasiharmonic model revealed the appearance of a ferroelectric transition at 113 K, which corroborates their magnetoelectric nature at low temperatures. The ferromagnetic semiconducting character found at room temperature enhances this material for applications in spintronics technology.

In this paper, we report the synthesis and structural characterization of the RE3Ba5Cu8O18 (RE = Dy, Gd, Ho, Sm, Y, Yb) system, which adds to the findings reported by Aliabadi, et aL, who determined a critical temperature (TC) of ~ 100 K for the superconducting Y3Ba5Cu8O18 system and evaluated its structural response in a sample. The new RE3Ba5Cu8O18 system was produced using the solid-state reaction method and a similar thermal process as the one used for the superconductor RE: 123. The experimental results obtained with X-ray diffraction and the Rietveld analysis showed that these samples had the expected crystal structure. However, it was obvious that the presence of non-superconducting phases did not affect the superconducting transition temperature. Moreover, magnetic studies revealed that RE3Ba5Cu8O18 samples showed a superconductivity transition within a temperature range of 80 - 93 K depending on the rare earth. Resumen En este artículo reportamos la síntesis y caracterización estructural del sistema RE3Ba5Cu8O18 (RE = Dy, Gd, Ho, Sm, Y, Yb), lo que viene a complementar lo ya reportado por Aliabadi, et al., quienes lograron una temperatura crítica (TC) de ~ 100 K para el sistema superconductor Y3Ba5Cu8O18, y evaluó la respuesta estructural en una muestra. El nuevo sistema RE3Ba5Cu8O18 se obtuvo utilizando el método de reacción de estado sólido seguido de un proceso térmico similar al empleado para el superconductor RE: 123. Asimismo, los resultados experimentales obtenidos mediante la técnica de difracción de rayos X y el análisis de Rietveld evidenciaron que estas muestras tenían la estructura cristalina esperada; sin embargo, fue obvio que la presencia de fases no superconductoras no afectó la temperatura de transición superconductora. Además, los estudios magnéticos revelaron que las muestras de RE3Ba5Cu8O18 registraban una transición superconductora en el rango de 80 a 93 K dependiendo de la tierra rara.

Perovskite-like materials which include magnetic elements have relevance due to the technological perspectives in the spintronics industry. In this work, the magnetic, structural and electronic properties of the Ba₂CoMoO₆ double perovskite are investigated. Calculations are carried out through the Full-Potential Linear Augmented Plane Wave method within the framework of the Density Functional Theory with exchange and correlation effects in the Generalized Gradient and Local Density approximations, including spin polarization. From the minimization of energy as a function of volume using Murnaghan’s state equation the equilibrium lattice parameter and cohesive properties of this compound were obtained. The study of the electronic structure was based in the analysis of the electronic density of states, and the band structure, showing that this compound evidences a conductive character for a spin channel and insulation for the other, and presents an integer value for the effective magnetic moment (3.0 μB), which allows it to be classified as a half-metallic material. The effects of pressure and temperature on thermophysical properties such as specific heat, Debye temperature, coefficient of thermal expansion and the Grüneisen parameter were calculated and analyzed from the state equation of the system. Obtained results reveal that, in the low-temperature regime, the specific heat at constant volume and pressure presents an analogous behavior to each other, with a tendency to the limit of Dulong-Petit typical of the structures of cubic perovskite-type, showing a value of 246.3 J/mol.K at constant volume and slightly higher values at constant pressure. The dependence of the thermal expansion coefficient, the temperature of Debye and the Grüneisen parameter with the increase in temperature are discussed in relation to other perovskite-like materials., Los materiales de tipo perovskita que incluyen elementos magnéticos tienen relevancia debido a las perspectivas tecnológicas en la industria de la espintrónica. En este trabajo se efectúa un estudio exhaustivo de las propiedades magnéticas, estructurales y electrónicas de la perovskita doble Ba₂CoMoO₆. Los cálculos se realizan a través del método de ondas planas aumentadas y linealizadas dentro del marco de la teoría del funcional de la densidad con efectos de intercambio y correlación en las aproximaciones del gradiente generalizado y de densidad local, incluyendo polarización de espín. A partir de la minimización de la energía en función del volumen, utilizando la ecuación de estado de Murnaghan, se obtuvieron el parámetro de red de equilibrio y las propiedades cohesivas de este compuesto. El estudio de la estructura electrónica se basó en el análisis de la densidad electrónica de estados y la estructura de bandas, mostrando que este compuesto evidencia un carácter conductor para un canal de espín y aislante para el otro, presentando un valor entero para el momento magnético efectivo (3.0 μB), que permite clasificarlo como un material espín-metálico. Los efectos de la presión y la temperatura sobre las propiedades termofísicas, como el calor específico, la temperatura de Debye, el coeficiente de expansión térmica y el parámetro Grüneisen, se calcularon y analizaron a partir de la ecuación de estado del sistema. Los resultados obtenidos revelan que, en el régimen de baja temperatura, el calor específico a volumen y presión constantes presenta un comportamiento análogo entre sí, con una tendencia al límite de Dulong-Petit típico de las estructuras de tipo perovskita cúbica, mostrando un valor de 246.3 J/mol.K a volumen constante y valores ligeramente más altos a presión constante. La dependencia del coeficiente de expansión térmica, la temperatura de Debye y el parámetro Grüneisen con el aumento de temperatura se discute en relación con otros materiales de tipo perovskita., Instituto de Física La Plata, Grupo de Estudio de Materiales y Dispositivos Electrónicos

Resumen Se reporta el efecto de la concentración de polvos de magnetita (Fe3O4) sobre las propiedades eléctricas y magnéticas de un material compuesto a base de resina de poliéster termoestable. Las muestras se elaboraron mediante el método de colado manual en concentraciones de: 60-40, 70-30, 80-20, 90-10 y 100-0 (% en peso), donde la fase mayoritaria es la resina y la minoritaria los óxidos de Fe3O4. La estructura cristalina se estudió usando la técnica de difracción de rayos X y la caracterización superficial tuvo lugar a través de la técnica de microscopía electrónica de barrido. Se midió la respuesta eléctrica por medio de curvas de polarización eléctrica en función del campo eléctrico y de resistividad eléctrica volumétrica a través de un electrómetro. La respuesta magnética se determinó mediante curvas de magnetización en función de la intensidad de campo magnético aplicado y en función de la temperatura. El análisis estructural indica que el porcentaje de cristalinidad aumenta a medida que se adiciona la concentración de Fe3O4 a las muestras. La caracterización eléctrica del material evidencia que la resistividad volumétrica disminuye con el incremento de magnetita, mostrando una transición aislante-conductor, con valores de la constante dieléctrica cada vez mayores. La caracterización magnética evidencia un aumento lineal de la magnetización de saturación y del momento magnético en función de la cantidad de magnetita adicionada a la matriz polimérica, mientras que la coercitividad evidencia comportamientos de materiales magnéticos blandos tanto en T > T V como en T < T V, donde TV representa la temperatura de Verwey. Abstract This study reports the effect of the concentration of magnetite powders (Fe3O4) on the electrical and magnetic properties of a resin-based composite of thermoset polyester. The samples were prepared by the casting method at different concentrations: 60-40, 70-30, 80-20, 90-10 and 100-0 (% in weight), where the primary phase was resin and the secondary, Fe3O4 powders. The crystalline structure was studied using X-ray diffraction and surface characterization was carried out applying the scanning electron microscopy technique. The electrical response was measured by electric polarization curves as a function of the electric field; and the volumetric electrical resistivity, by an electrometer. The magnetic response was determined by magnetization curves as a function of temperature and intensity of the applied magnetic field. The structural analysis indicates that crystallinity increases as higher concentrations of Fe3O4 are added to the samples. The electrical characterization of the material reveals that the volumetric resistivity decreases as the content of magnetite increases. These reactions indicate an insulation-conductor transition with increasing dielectric constant values. The magnetic characterization presents a linear increase of the saturation of magnetization and magnetic moment as a function of the amount of magnetite added to the polymer matrix, whereas the coercivity shows behaviors of soft magnetic materials for T > T V and for T < T V, where Tv represents the temperature of Verwey.

In this work we used the Wien2k code, within the framework of the Kohn-Sham Density Functional Theory (DFT), applying the Full-Potential Linearized Augmented Plane Wave method (FP-LAPW) and adopting the Generalized Gradient approximation (GGA) for the exchange-correlation energy due to Perdew, Burke, and Ernzerhof, as well as the Local Density approximation (LDA) for the calculation of the Density of States and band structure of the Sr 2 HoNbO 6 double perovskite. For calculations, we considered the Fmm (#225) space group, which was experimentally obtained from X-ray diffraction measurements and Rietveld refinement. The experimental lattice parameter was 8.018 Å, which is 99.2% in agreement with the theoretical prediction from the minimization of energy through the Murnaghan state equation. From the measurements of magnetic susceptibility as a function of temperature and the adjustment with the Curie law, we obtained a value for the effective magnetic moment of 10.01 μB, which is close to the theoretical expected from Hund’s Rule (10.60 μB). An energy gap of 3.3 eV between the valence band and the conduction band revealed the insulator character of the Sr 2 HoNbO 6 complex perovskite for the spin up configuration, but a semiconductor feature was observed for the spin down polarization, with an energy gap of 0.77 eV. The thermodynamic properties were calculated from the state equation by using the Debye quasiharmonic model. A specific heat behavior of CV≈CP was found at temperatures below T = 500 K, with Dulong-Petit limit values doubling those reported for perovskite materials. Resumen En el presente trabajo se utilizó el código Wien2k, en el marco de la teoría del funcional de la densidad de Kohn- Sham, aplicando el método de ondas planas aumentadas y linealizadas (full-potential linearized augmented plane wave, FP-LAPW) y adoptando la aproximación de gradiente generalizado (GGA) de Perdew, Burke y Ernzerhof para la energía de intercambio y correlación, así como la aproximación de densidad local (local density approximation, LDA) para el cálculo de la densidad de estados y la estructura de bandas de la perovskita doble Sr 2 HoNbO 6 . Para los cálculos se consideró el grupo Fmm (#225), experimentalmente obtenido a partir de mediciones de difracción de rayos X y del método de refinamiento de Rietveld. El parámetro de red experimental fue de 8.018 Å, el cual concuerda en un 99,2 % con las predicciones teóricas efectuadas a partir de la minimización de la energía mediante la ecuación de estado de Murnaghan. A partir de mediciones de susceptibilidad magnética en función de la temperatura y del ajuste con la ley de Curie, se obtuvo el valor del momento magnético efectivo 10,01 μB. Este valor es muy cercano del esperado teóricamente a partir de las reglas de Hund (10,60 μB). La brecha de energía determinada entre las bandas de valencia y de conducción fue de 3,3 eV, lo que revela el carácter aislante de la perovskita compleja Sr 2 HoNbO 6 para la configuración de espín hacia arriba, en tanto que se observó el carácter semiconductor para la polarización de espín hacia abajo, con una brecha de energía de 0,77 eV. Las propiedades termodinámicas se calcularon a partir de la ecuación de estado usando el modelo cuasi-armónico de Debye. Un comportamiento del calor específico, con CV≈CP, se encontró a temperaturas inferiores a T = 500 K, con valores del límite de Dulong-Petit que doblaban los que se han reportado para materiales del tipo de la perovskita.

Resumen El material cerámico policristalino Sr2SbMnO6 se sintetizó mediante el método convencional de reacción en estado sólido. La ruta de síntesis usada difirió de otras reportadas en la literatura en que se usó SrO en lugar de SrCO3 como precursor del Sr. Los patrones de difracción de rayos X obtenidos a temperaturas entre 25 y 1.400 °C se estudiaron mediante el método de refinamiento de Rietveld con el programa Generalized Structure Analysis System (GSAS). Los resultados revelaron que la estructura era tetragonal con el grupo espacial P4/mnc a temperaturas entre los 100 y los 600 °C, y cambió a una estructura cúbica con el grupo espacial Fm-3m a temperaturas entre los 800 y los 1.000 °C. Se discute, asimismo, la dependencia del parámetro de red en función de la temperatura. El estudio de este material es importante dadas sus propiedades multiferróicas. Abstract The polycrystalline ceramic of Sr2SbMnO6 was synthesized by the conventional solid-state reaction. The used synthesis route differed from others reported in the literature, as we used SrO instead of SrCO3 as the Sr precursor. Studies of the X-ray diffraction (XRD) pattern obtained by means of the Rietveld refinement using the code of the Generalized Structure Analysis System (GSAS) software were performed. The analyses revealed that the crystal structure was tetragonal in space group P4/mnc at temperatures from 100 to 600º C, and changed to a cubic structure with space group Fm-3m at temperatures between 800 and 1,000º C. The temperature dependence of the lattice parameter was also discussed. The study of this material is important given its multiferroic properties.

The characterization of oxygen nanobubbles in NaCl solutions has been performed in order to study the variation of their size, concentration, pH, temperature and aggregation levels, through oxygen saturation and cavitation processes for different times. The nanobubbles were produced by the injection of oxygen by rotation to the saline solution in a diffusive medium, at constant temperature, in the way of searching for a solution with homogeneous distribution. The solution finally obtained was subjected to several tests at different times to observe changes in the nanobubbles. The size characterization of nanobubbles in the solution was performed using the dynamic light scattering technique. The concentration of the solution was determined by a semi-quantitative process taking into account the concentration of standard particles and the counting rate per second of the device. Potential ζ was measured in order to establish the aggregation and stability levels of the nanobubbles at different temperatures and pHs. At a temperature T=4 o C the diameter of the nanobubbles remains approximately constant in time (1000 to 2000 nm), regardless of the pH values, and the highest stability of nanobubbles is reached. Resumen La caracterización de nanoburbujas de oxígeno en soluciones de NaCl ha sido efectuda con el objeto de estudiar la variación de su tamaño, concentración, pH, temperatura y niveles de agregación, a través de procesos de saturación de oxígeno y cavitación para diferentes tiempos. Las nanoburbujas fueron producidas mediante la inyección de oxígeno por rotación a la solución salina en un medio difusivo, a temperatura constante, en la procura de una solución con distribución homogénea. La solución finalmente obtenida fue sometida a varias pruebas, a varios tiempos diferentes, para observar los cambios en las nanoburbujas. La caracterización del tamaño de las nanoburbujas en la solución fue llevada a cabo utilizando la técnica de dispersión dinámica de la luz. La concentración de la solución se determinó mediante un proceso semicuantitativo teniendo en cuenta la concentración de partículas estándar y la tasa de conteo por segundo del dispositivo. Se midió el potencial ζ para establecer los niveles de agregación y estabilidad de las nanoburbujas a diferentes temperaturas y pH. A una temperatura T=4 o C, se observó que el diámetro de las nanoburbujas permanece aproximadamente constante en el tiempo (1000 to 2000 nm), independientemente de los valores de pH, alcanzándose la mayor estabilidad de las nanoburbujas.

We report experimental and theoretical results of crystal structure, morphology, magnetic and electric features, and electronic structure for the Sr2DyNbO6 ceramic compound. Samples were produced by the solid-state reaction recipe. X-ray diffraction experiments show that the material crystallizes in a monoclinic structure, P21/n space group. SEM images exhibit a granular submicrometric surface. Temperature curves of magnetic susceptibility reveal a paramagnetic response. Curie law fitting permitted to obtain a magnetic moment 10.28 (B . Polarization as a function of electric fields shows a hysteretic feature with 264.28 relative dielectric constant at 300 K. DFT calculations of electronic structure suggest the semiconductor character of this material, energy gap 3.21 eV for the spin-up polarization and 0.26 eV for spin-down. The calculated effective magnetic moment was 10.0 (B , which is strongly in accordance with the measured value. The theoretical cell parameters obtained from the Murnaghan state-equation are 98.5% in agreement with the experimental result. Resumen Se reportan resultados experimentales y teóricos de estructura cristalina, morfología, carácter magnético y eléctrico, y estructura electrónica para el material cerámico Sr2DyNbO6. Las muestras fueron producidas mediante reacción sólida. Resultados de difracción de rayos X muestran que el material cristaliza en una estructura monoclínica, grupo espacial P21/n . Imágenes de MEB muestran superficies granulares submicrométricas. La susceptibilidad en función de la temperatura revela una respuesta paramagnética con momento magnético 10.28 (B . La histéresis de polarización en función del campo eléctrico a 300K permitió obtener una constante dieléctrica de 264.28. Cálculos de estructura electrónica por DFT sugieren que el material es semiconductor con brecha de energía 3.21 eV para la orientación espín arriba y 0.26 eV para espín abajo. El momento magnético calculado es 10.0 (B , muy próximo del valor medido. Los parámetros de red obtenidos mediante la ecuación de Murnaghan están de acuerdo con los resultados experimentales en un 98.5%.

This work describes the production and characterization of a composite material based on magnetite filled HDPE, which is commonly known for its magnetic properties. Composites of this kind are used in different applications such as microwave absorption, transducers and biomedical applications like drug delivery, organs tagging, etc. The samples were produced according to different volume ratios of magnetite and HDPE. The semiquantitative analysis conducted by XRD revealed the presence of hematite within the mineral magnetite used as a filler in the composites. The crystallinity degree was calculated through X-ray diffraction tests. The XRD results showed how there is an amorphous-crystalline transition due to the magnetite increasing content. The crystallinity percent (χc) for samples filled with 40% of magnetite volume was 90% while the (χc) for samples filled with 10% of magnetite volume was 80%. Which may be related to the increased magnetite particles into the plastic matrix for reinforcement contents up to 30% by volume, as evidenced in the images obtained through scanning electron microscopy (SEM). The samples were electrically characterized through volume resistivity measurements and electric polarization. The results showed that for ratios less than the 20% of magnetite there is no substantial reduction in the resistivity of the composite samples compared to the unfilled HDPE samples, but for magnetite ratios above 30% the composite samples showed a substantial reduction of six orders of magnitude in their volumetric resistivity. The electric polarization showed how the composite material undergoes a transition, going from an insulating material (for samples with 10% of magnetite volume) to a resistive material where the current and voltage are in phase (for samples with 30% and 40% of magnetite volume). The magnetization curves showed that the saturation magnetization (from 17,3 to 60,5 emu/g) and remanence (from 0,94 to 5 emu/g) increase in samples with high magnetite contents. The presence of the hematite phase in the samples could have affected the magnetization saturation and the remanence values in the hysteresis curves. Magnetization curves as a function of temperature showed the Verwey samples transition around the 120K and confirmed that the magnetization increases as the magnetite volume within the matrix increases. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat. Resumen Se describe la producción y caracterización de un material compuesto basado en matrices de polietileno de alta densidad (HDPE) reforzadas con magnetita pulverizada. Compuestos de este tipo son usados para diferentes aplicaciones como la fabricación de escudos de absorción electromagnética, transductores, entrega focalizada de medicamentos, marcación de órganos, etc. Las muestras fueron producidas de acuerdo a diferentes proporciones en volumen de magnetita y HDPE. Los análisis semicuantitativos llevados a cabo por medio de DRX dejan en evidencia la presencia de hematita al interior de la magnetita mineral usada como refuerzo del compuesto. El porcentaje de cristalinidad de los compuestos se calculó a través de difracción de rayos X. Los resultados de la difracción mostraron una transición amorfo-cristalino del compuesto, debida al creciente contenido de magnetita al interior de la matriz. El porcentaje de cristalinidad (χc) de las muestras reforzadas con un 40% en volumen de magnetita fue del 90% mientras que para las muestras reforzadas con el 10% en volumen la cristalinidad fue del 80%. Esto puede estar ligado a la mayor proliferación de partículas de magnetita al interior de la matriz plástica para contenidos de refuerzo superiores al 30% en volumen, tal y como se evidenció en las imágenes obtenidas a través de microscopía electrónica de barrido (SEM). Las muestras fueron eléctricamente caracterizadas a través de medidas de resistividad volumétrica y polarización eléctrica. Los resultados mostraron que para proporciones del refuerzo de magnetita iguales o inferiores al 20% no hay una reducción substancial en la resistividad de los compuestos comparada con la del polietileno sin reforzar. En cambio, para proporciones de magnetita iguales o superiores al 30% en volumen los compuestos muestran una reducción en la resistividad de hasta seis ordenes de magnitud. La polarización eléctrica deja en evidencia como el material compuesto presenta una transición al pasar de ser completamente aislante (10% en volumen de magnetita) a ser un material resistivo donde la corriente y el voltaje se encuentran en fase (muestras reforzadas con 30%-40% de volumen de magnetita). Las curvas de histéresis magnética en función del campo aplicado muestran un incremento constante en la magnetización de saturación (de 17,3 a 60,5 emu/g) y en la magnetización remanente (de 0.94 emu/g a 5 emu/g), al aumentarse el contenido de magnetita en las muestras. La presencia de hematita en las muestras pudo haber afectado los valores de la magnetización de saturación y de remanencia en las curvas de histéresis magnética. Las curvas de magnetización en función de la temperatura dejan en evidencia la transición de Verwey de la magnetita alrededor de los 120K, a la vez que confirman el aumento en la magnetización de las muestras conforme el contenido del refuerzo aumenta al interior de la matriz. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Este trabajo tiene como propósito revisar el estado del arte en la síntesis y caracterización de materiales de matriz polimérica reforzados con compuestos a base de carbón o ferritas para su uso como materiales atenuadores de interferencia electromagnética (EMI). Recientemente, este tipo de materiales han sido objeto de investigación debido a sus potenciales aplicaciones tecnológicas, economía y de ser además ambientalmente amigables, puesto que polímeros o cauchos reciclados se pueden utilizar para su fabricación. Estos compuestos pueden ser empleados en la producción de blindajes electromagnéticos, transductores, entrega focalizada de medicamentos, marcación de órganos, hipertermia magnética, etc. Para la fabricación de este tipo de materiales compuestos se usan refuerzos particulados, fibras o láminas y como matrices polímeros termoplásticos o termoestables, cauchos sintéticos o naturales. El método de producción de los compuestos (mezcla fundida, métodos químicos, etc.) influye en las propiedades eléctricas, magnéticas y electromagnéticas del material obtenido, debido a la relación de aspecto de los refuerzos: compuestos con elevada relación de aspecto de sus refuerzos tendrán mejores propiedades magnéticas, eléctricas y desempeño frente a la interferencia electromagnética. El blindaje electromagnético de estos materiales se cuantifica a través de la efectividad del blindaje (SE) o en otros casos a través de la pérdida reflectiva (RL). Una efectividad de blindaje de 30 dB corresponde a 99,9% de atenuación de la radiación electromagnética incidente. En todos los trabajos se comprueba que las propiedades del compuesto dependen de la cantidad y del tipo de refuerzo adicionado a la matriz. This work aims at revising the state of the art in the synthesis and characterization of polymer/ ferrites or polymer/carbon based composites used as EMI shielding materials. In recent years, such composites have been subject of research not only due to their potential technological applications and economy advantages, but also because they are environmentally friendly since some recycled materials such as some plastics and rubbers may be used for their production. Composites of this kind are used in different applications such as magnetic and microwave absorption, transducers manufacturing and biomedical applications like targeted drug delivery, labeling organs, magnetic hyperthermia, among many other things. Fillers of different shapes are used to produce these kinds of composites. Particles, fibers or sheets from several materials can be employed as matrices; for example, thermoplastic or thermoset polymers, synthetic or natural rubbers. It was found that the production method (melt-blending, solution processing, etc.) influenced the electric, magnetic and electromagnetic properties of the composite material due to the aspect ratio of the fillers: fillers with high aspect ratios result in composites with improved electrical, magnetic and better EMI shielding performance. The electromagnetic shielding for these materials is quantified through the shielding effectiveness (SE) or by the reflective loss (RL). A shielding effectiveness of 30 dB corresponds to a 99.9% of electromagnetic attenuation. It was proved that the composite properties depend on the filler content within the matrix.

We report structural analysis, magnetic ordering, ferroelectric behavior and electronic structure of Sr2TiMnO6 complex perovskite. Samples were produced by the solid state reaction recipe. Crystallographic analysis was performed by Rietveld refinement of experimental x-ray diffraction patterns. Results show that this material crystallizes in a perovskite tetragonal structure which corresponds to the space group I4/mmm. We obtain a matching of 99 % between structural properties predicted by Density Functional Theory and structural ordering, found from the Rietveld refinement method. From Field Cooling measurements of susceptibility as a function of temperature, we determine the occurrence of a magnetic ordering for a critical temperature of 44.8 K. From the fitting with the Molecular Field Theory of ferrimagnetism we establish that the ordering corresponds to a paramagnetic-ferrimagnetic transition, which is corroborated by the behavior of the inverse of susceptibility as a function of temperature. The Curie constant permitted to obtain an effective magnetic moment of 3.5 uB. The result of magnetization as a function of applied field, measured at T=40 K, shows a ferromagnetic-hysteretic behavior. The curve of polarization as a function of applied voltage evidences a ferroelectric character. It is experimentally showed that below 44.8 K this perovskite material evidences a multiferroic feature. Ab initio calculations of density of states and band structure for this manganite-like material were carried out by means of the Density Functional Theory and the Linearized Augmented Plane Waves method for both spin orientations. For calculations, the exchange and correlation potentials were included through the local density LDA+U approximation. Density of states study was carried out considering both up and down spin polarizations by the Generalized Gradient Approximation (GGA). Results of total and partial density of states reveal the insulator character of this material with effective magnetic moment 3.3 uB.

Las propiedades de las películas superconductores de alta temperatura crítica son dependientes de parámetros cristalográficos y de la estabilidad química entre sustrato y película. Por lo tanto, con el fin de producir una perovskita cúbica compleja policristalina de NdBa2SbO6, en forma de pastilla, por medio de la técnica de reacción de estado sólido. Este material no conductor fue mezclado con el policristal superconductor YBa2CuO(7-δ) en proporciones volumétricas. Se encontró un buen acoplamiento de los parámetros de red a través de la técnica experimental de difracción de rayos X. La influencia de los porcentajes de volumen del NdBa2SbO6 sobre las propiedades superconductoras del YBa2CuO(7-δ) fue estudiada a través de las medidas de magnetización dc. Los resultados obtenidos muestran que el material NdBa2SbO6 es un excelente candidato a sustrato para crecer películas superconductoras de YBa2CuO(7-δ).

We report the synthesis, the structural characterization, the ferroelectric behavior and the electronic properties of complex perovskite Ba2ZrTiO6. Samples of Ba2ZrTiO6 were synthesized through the standard solid state reaction method. The crystalline structure was studied by means of X-ray diffraction experiments and Rietveld-like analysis. Results reveal that the material crystallizes in a rhomboidal structure, space group R-3 (#148), with cell parameter a=5.8038(7) Å. The ferroelectric response of material was established from curves of polarization as a function of applied electric field. Our results reveal that the double perovskite Ba2ZrTiO6 has a ferroelectric hysteretic behavior at room temperature. The studies of the electronic structure show that Ba2ZrTiO6 behaves as a nonmetallic material with gap energy 2.32 eV. The structural parameters obtained from energy minimization, through the Murnaghan equation state are 99.5% in agreement with the experimental data. En este trabajo reportamos la síntesis, la caracterización estructural, el comportamiento ferroeléctrico y las propiedades electrónicas de la perovskita compleja Ba2ZrTiO6. Las muestras fueron sintetizadas mediante el método estándar de reacción de estado sólido. La estructura cristalina se estudió a través de experimentos de difracción de rayos X y análisis de tipo Rietveld. Los resultados revelan que el material cristaliza en una estructura romboédrica, perteneciente al grupo espacial R-3 (#148), con un parámetro de red a= 5,8038(7) Å. La respuesta ferroeléctrica del material se estableció a partir de curvas de polarización en función del campo eléctrico aplicado. Nuestros resultados muestran que la perovskita Ba2ZrTiO6 evidencia un comportamiento histerético ferroeléctrico a temperatura ambiente. Los estudios de la estructura electrónica muestran que esta cerámica se comporta como un material no metálico con brecha de energía 2,32 eV. Los parámetros estructurales obtenidos a partir de la minimización de energía, a través de la ecuación de estado Murnaghan, son 99.5% acordes con los datos experimentales.

En este artículo se analiza el sistema La1,5+xBa1,5+x-y +x - y Ca yCu3Oz, con base en la producción de muestras que se encuentran en el rango de fase única, fase pura, propuesta por West [1]. El análisis estructural fue realizado mediante difracción de rayos X (DRX), logrando establecer un primer indicio de la presencia de fase pura en el sistema La1,5+xBa1,5+x-yCa yCu3Oz, el cual fue corroborado a partir del refinamiento Rietveld. Los parámetros estructurales de las muestras producidas se obtuvieron por el método estándar de reacción de estado sólido. Este primer indicio fue confirmado también con medidas de microscopía electrónica de barrido (SEM), y la composición elemental se verificó a través de energía por dispersión de rayos X (EDX). Finalmente, y teniendo en cuenta los análisis efectuados, se puede concluir que la mayoría de las muestras presentan características superconductoras de alta anisotropía planar, y que, aunque el rango total propuesto por West corresponde a sistemas superconductores, no todas las muestras registran fase pura In this paper it is analyzed the system La1,5+xBa1,5+x-yCa yCu3Oz, based on the production of samples that are in the range of single phase, pure phase, proposed by West [1]. The structural analysis was carried out starting from X Rays Diffraction (XRD), being able to establish a first indication of the presence of pure phase in the system La1,5+xBa1,5+x-yCa yCu3Oz, which was corroborated through the refinement Rietveld. Structural parameters of the samples were obtained by the standard method of reaction of solid state. This first indication was also corroborated with measures of Scanning Electronic Microscopy (SEM), and the elementary composition was verifyed through Energy for Dispersion of X Rays (EDX). Finally, and having into account the carried out analysis, it is shown that most of the samples present superconductor characteristics of high planar anisotropy and that although the total range proposed by West corresponds to superconductor systems, not all the samples present pure phase

We report structural analysis, magnetic ordering, ferroelectric behavior, and the electronic structure of SR2TIMNO6 complex perovskite. Samples were produced by the solid state reaction recipe. Crystallographic analysis was performed by Rietveld refinement of experimental X-ray diffraction patterns. Results show that this material crystallizes in a perovskite tetragonal structure which corresponds to the space group I4/mmm. We obtain a matching of 99% between structural properties predicted by the density functional theory and structural ordering, found from the Rietveld refinement method. From field cooling measurements of susceptibility as a function of temperature, we determine the occurrence of a magnetic ordering for a critical temperature of 44.8 K. From a fitting with the molecular field theory of ferrimagnetism, we establish that the ordering corresponds to a paramagnetic-ferrimagnetic transition, which is corroborated by the behavior of the inverse of susceptibility as a function of temperature. The Curie constant allowed for us to obtain an effective magnetic moment of 3.5 mB. The result of magnetization as a function of the applied field, measured at T = 40 K, shows a ferromagnetic-hysteretic behavior. The curve of polarization as a function of applied voltage evidences a ferroelectric character. It is shown experimentally that below 44.8 K this perovskite material evidences a multiferroic feature. Ab initio calculations of density of states and band structure for this manganite-like material were carried out by means of the density functional theory (DFT) and the linearized augmented plane waves method for both spin orientations. For calculations, the exchange and correlation potentials were included through the local density LDA+U approximation. The density of states study was carried out considering both up and down spin polarizations by the generalized gradient approximation (GGA). Results of total and partial density of states reveal the insulator character of this material with an effective magnetic moment of 3.3 mB. En este trabajo reportamos el análisis estructural, ordenamiento magnético, carácter ferroeléctrico y estructura electrónica de la perovskite compleja SR2TIMNO6. Las muestras fueron producidas mediante reacción de estado sólido. El análisis cristalográfico fue realizado a través de refinamiento Rietveld de los patrones experimentales de rayos x. Los resultados muestran que este material cristaliza en una perovskita tetragonal correspondiente al grupo espacial I4/mmm. Hemos obtenido un acuerdo del 99% entre las propiedades estructurales predichas por la teoría del funcional de la densidad y el ordenamiento estructural determinado mediante refinamiento Rietveld. A través de medidas de susceptibilidad en función de la temperatura encontramos ordenamiento magnético para una temperatura crítica de 44.8 K. Por medio del ajuste con la teoría molecular de ferrimagnetismo establecimos que el ordenamiento magnético se relaciona con una transición paramagnético-ferrimagnético, la cual se corrobora por el comportamiento del inverso de la susceptibilidad en función de la temperatura. La constante de Curie permitió determinar un momento magnético efectivo de 3.5 mB. Medidas de magnetización en función del campo aplicado a T = 40 K, muestra un comportamiento histerético. La curva de polarización en función del campo eléctrico evidencia una característica ferroeléctrica. Experimentalmente se demuestra que el material se comporta como un multiferróico. Cálculos Ab initio de la densidad de estados fueron realizados por medio de la teoría de funcional densidad y del método ondas planas aumentadas linealizadas para orientaciones de espín arriba y abajo. Los cálculos de intercambio y potencial de correlación fueron incluidos a través de la aproximación de densidad local LDA+U. Los resultados de la densidad de estados muestran la característica aislante de este material con un momento magnético efectivo de 3.3mB.

Synthesis and conductivity characterization of the RE₀.₅ Y₀.₅ Ba₂ Cu₃ O₇-δ (RE=Sm, Gd, Dy, Ho, Eu, Yb) superconducting materials are reported. Samples were produced by the standard solid state reaction method. Rietveldlike refinement of xray diffraction data permit to establish the crystalline appropriated distribution of rare earth and yttrium to create substantial planar weight disparity (PWD) in alternating layers. DC resistivity measurements reveal the improvement of the critical temperature (Tc) when substitution of exact 5050 mix of rare earth (Sm, Gd, Dy, Ho, Eu, Yb) and Yttrium is performed. A bulk Tc ≈ 94.3 K was determined by the criterion of the maximum in the temperature derivative of electrical resistivity for the analyzed samples. The correlations of the critical exponents with the dimensionality of the fluctuation system for each Gaussian regime were performed by using the AslamazovLarkin theory. The genuinely critical exponent is interpreted by the 3DXY model as corresponding with the dynamical universality class of the Emodel.

MOMENTO publica artículos de divulgación y revisión acerca de los problemas más activos de la física yáreas relacionadas, talescomo: revisión de problemas actuales, física contemporánea, instrumentosy métodos de investigación, notas metodológicas, historia de la física, epistemología y filosofía de la física, notas biográficas, políticas académicas relacionadas directamente con la física. MOMETO también publica artículos invitados de colegas que se hayan destacado tanto por su labor investigativa como por su interés en la divulgación de sus resultados.

Una de las características más interesantes de los materiales superconductores de tipo II es la que se observa en las proximidades de la transición entre los estados normal y superconductor y que consiste en la ocurrencia de nuevos canales de transporte de super- partículas aún en el estado normal. A este fenómeno, conocido como fluctuaciones termodinámicas, pertenecen varios tipos de efectos observables en los óxidos superconductores de alta temperatura crítica, a los cuales se puede acceder mediante mediciones de propiedades de equilibrio y de transporte. No obstante la relativa facilidad para obtener información al respecto de la evidencia experimental de este fenómeno, la comprensión de los mecanismos físicos que lo originan no es frecuentemente explícita en la literatura.El objetivo de este artículo es la presentación de las causas, de las consecuencias y de algunas evidencias experimentales del efecto de las fluctuaciones térmicas en la conductividad eléctrica, en presencia de campos magnéticos, en materiales superconductores de alta temperatura crítica. One very interesting characteristic of the type II superconductor materials is observed in the neighborhood of the transition between normal and superconductor states, which is related with the occurrence of new transport channels of superparticles still in the normal phase. This phenomenon is known as thermodynamic fluctuations and is conformed by some types of observable effects in the high temperature oxides. These are experimentally accessible by measurements of equilibrium and transport properties. Although it is relatively easy t o obtain information of the experimental evidence of this phenomenon, the understanding of the physical mechanisms involved is not frequently explicit in the literature. The aim of this article is to present the origin, the consequences and any experimental evidences of the effects of thermal fluctuations in the electric conductivity, on the magnetic fields application, in high critical temperature superconductors.

We report on electrical magnetoconductivity experiments near the superconducting transition of a granular sample of GdBa₂Cu₃O₇₋₈. The measurements were performed in magnetic fields ranging from 0 to 500 Oe applied parallel to the current orientation. The results show that the transition proceeds in two steps. When the temperature is decreased we first observe the pairing transition, which stabilizes superconductivity within the grains at a temperature practically coincident with the bulk critical temperature Tc . Analysis of the fluctuation contributions to the conductivity shows that the universality class for this transition is that of the three dimensional (3D)-XY model in the ordered case, with dynamic critical exponent z=3/2. Close to the zeroresistance state, the measurements reveal the occurrence of a coherence transition, where the phases of the order parameter in individual grains become long-range ordered. The critical temperature Tco for this transition is close to the point where the resistivity vanishes. A strong enlargement of the fluctuation interval preceding the coherence transition is caused by the applied magnetic field. In this region, a 3D-Gaussian regime and an asymptotic critical regime were clearly identified. The critical conductivity behavior for the coherence transition is interpreted within a 3D-XY model where disorder and frustration are relevant. The irreversibility line is determined from magnetoconductivity measurements performed according to the zero-field-cooled (ZFC) and field-cooled data collected on cooling (FCC) recipes. The locus of this line coincides with the upper temperature limit for the fluctuation region above the coherence transition. The irreversibility line is interpreted as an effect of the formation of small clusters with closed loops of Josephson-coupled grains.

ilustraciones, fotografías, gráficas, tablas El presente trabajo muestra un detallado estudio de materiales basados en manganitas de tierras raras RMnO3 (R = ion de tierras raras). En la literatura hay diversos reportes que muestran que las propiedades estructurales, magnéticas, eléctricas, y ópticas de estos materiales, dependen de la naturaleza del ion de tierras raras, así como de su tamaño. Tomando como punto de partida las manganitas de tierras raras con gadolinio (Gd) y disprosio (Dy), se realizaron sustituciones en las posiciones de los iones R y Mn para dar lugar a la familia de materiales dada por la formula genérica R2AMn3-xCoxO9, donde A un ion alcalinotérreo (Ca o Sr) y x determina el grado de sustitución de iones de cobalto (Co) en las posiciones de los iones de manganeso (Mn). Estas sustituciones buscaban fundamentalmente inducir estados de valencia mixta en los iones Mn, para generar ferromagnetismo en los materiales, de igual manera, se buscaba reforzar este comportamiento con la introducción de iones Co en las posiciones Mn. La síntesis de los materiales se realizó por medio de la técnica de reacción de estado sólido convencional, partiendo de precursores de alta pureza (>99%) disponibles comercialmente. Por medio de la técnica de difracción de rayos X se realizó el seguimiento de la evolución del proceso de síntesis. Este análisis mostró que a partir de un tratamiento térmico con temperaturas máximas de 1473 K es posible la obtención de fases de alta pureza y cristalinidad para todos los materiales estudiados. La caracterización estructural del sistema se llevó a cabo por medio del refinamiento Rietveld de los patrones de difracción medidos sobre las muestras finales, observando que todos los materiales de la familia presentan una simetría ortorrómbica con grupo espacial Pbnm (No. 62). Así mismo, el refinamiento permitió estudiar el comportamiento de los parámetros de red, distorsiones y rotaciones octaédricas del sistema, evidenciando la estabilización estructural (aumento del grado de simetría) de los materiales al aumentar el radio iónico del ion A o aumentar el grado de sustitución x, acercando la celda unitaria a la simetría tetragonal. El comportamiento magnético de los materiales fue estudiado por medio de medidas de magnetización en función de la temperatura en ciclos de enfiado a campo cero (ZFC) y de enfriamiento con campo aplicado (FC), observando un carácter paramagnético a temperatura ambiente, con transiciones de fase por debajo de 100 K a estados ferromagnético y antiferromagnético que compiten entre sí, viéndose favorecido el antiferromagnetismo por debajo de 50 K y el ferromagnetismo entre 50 K y 100 K. Finalmente, la respuesta eléctrica de los materiales fue estudiada mediante curvas de impedancia compleja en función de la temperatura en un rango de 70 K a 300 K con frecuencias aplicadas de 100 Hz, 1kHz, 10 kHz y 100 kHz, observando un comportamiento semiconductor en todo el rango de temperatura y transiciones de fase dependientes de la frecuencia asociadas con los mecanismos de transporte y relajación dieléctrica de los materiales. (Texto tomado de la fuente). This work shows a detailed study of materials based on rare earth manganites RMnO3 (R = rare earth ion). In the literature there are several reports showing that the structural, magnetic, electrical and optical properties of these materials depend on the nature of the rare earth ion, as well as its size. Taking the rare earth manganites with gadolinium (Gd) and dysprosium (Dy) as a starting point, substitutions were made in the positions of the R and Mn ions to give rise to the family of materials given by the generic formula R2AMn3-xCoxO9, where A binding alkaline earth (Ca or Sr) and x determines the degree of substitution of cobalt (Co) ions at the manganese (Mn) ion positions. These substitutions sought to induce states of mixed valence in the Mn ions, to generate ferromagnetism in the materials, additionally, they sought to reinforce this behavior with the introduction of Co ions in the Mn positions. Synthesis of the materials was carried out by the conventional solid state reaction technique, starting from commercially available high purity precursors (>99%). Through the X-ray diffraction technique, the evolution of the synthesis process was monitored. This analysis showed that from a thermal treatment with maximum temperatures of 1473 K it is possible to obtain phases of high purity and crystallinity for all materials. Structural characterization of the system was carried out through the Rietveld refinement of the diffraction patterns measured on the final samples, observing that all the materials of the family present an orthorhombic symmetry with a Pbnm space group (No. 62). Likewise, the refinement allowed studying the behavior of the lattice parameters, distortions and octahedral rotations of the system, evidencing the structural stabilization (increase in the degree of symmetry) of the materials by increasing the ionic radius of the A ion or increasing the degree of substitution. x, bringing the unit cell closer to tetragonal symmetry. The magnetic behavior of the materials was studied by means of measurements of magnetization as a function of temperature in zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) loops, observing a paramagnetic character at room temperature, with phase transitions below 100 K to competing ferromagnetic and antiferromagnetic states, showing that the antiferromagnetism being favored below 50 K and ferromagnetism dominates between 50 K and 100 K. Finally, the electrical response of the materials was studied using complex impedance curves as a function of temperature in a range from 70 K to 300 K with applied frequencies of 100 Hz. , 1kHz, 10kHz, and 100kHz, observing semiconductor behavior over the entire temperature range and frequency-dependent phase transitions associated with the dielectric relaxation and transport mechanisms of materials. Incluye anexos Doctorado Doctor en Ingeniería Ciencia y tecnología de materiales cerámicos y compuestos

Documento de texto científico con imágenes a color relacionadas con los diferentes equipos de medición, teoría estudiada y fenomenología encontrada en las caracterizaciones de diferentes propiedades físicas. ilustraciones, gráficas, tablas Las estructuras cristalinas de las nuevas perovskitas complejas que componen la familia RAMOx (R = La, Nd, Sm, Eu; A = Sr, Bi; M = Ti, Mn, Fe), difirieren en sus propiedades debido a que los elementos que las conforman, al ser acoplados, crean enlaces que a pesar de cristalizar en el mismo grupo espacial Pnma o Pbnm (# 62) presentan ligeros cambios originados por las características magnéticas, eléctricas, de radio iónico y por el enlace iónico o covalente de los diferentes elementos químicos que las componen. Además, se observan pequeñas diferencias en las posiciones atómicas y parámetros reticulares en la estructura con fase mayoritaria encontrada (98% de pureza), lo que conduce a la vez a diferencias dadas por distorsiones o inclinación de sus octaedros B-O6, que al haber sido expuestas a diferentes mecanismos mecánicos, eléctricos, magnéticos o térmicos, dan origen a propiedades características de cada una de las siete fórmulas estequiométricas sintetizadas y posteriormente analizadas en este documento. Las muestras policristalinas se produjeron por medio del método de síntesis de reacción de estado sólido. Durante los diferentes procesos térmicos aplicados se obtuvo la evolución cristalina con desaparición de las reflexiones propias de los óxidos precursores a partir de los cuales fueron sintetizadas las muestras hasta la obtención de la fase cristalográfica final. El refinamiento Rietveld, mediante el uso del software GSAS, permitió obtener la estructura en que cristalizó cada compuesto y sus parámetros tanto cristalográficos como de confianza. El estudio microestructural, a través de imágenes que se obtuvieron por medio del SEM, mostró un buen grado de compactación de los granos, resultado cotejado con medidas de densidad aparente que permitieron confirmar porosidades inferiores al 20%. En algunas muestras se observó la coexistencia de amplias diferencias de tamaño de grano que ocasionaron variaciones en las respuestas ante la aplicación de campos eléctricos y magnéticos. El sistema de espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS) acoplado al SEM, facilitó el establecimiento de la composición efectiva de las muestras de acuerdo con el porcentaje estequiométrico de cada elemento químico en cada material. Las medidas del parámetro magnético dependiente de la temperatura y de magnetización en función del campo aplicado, revelaron comportamientos paramagnéticos, ferromagnéticos y ferrimagnéticos en varias composiciones. Las técnicas de caracterización eléctrica de corriente-voltaje (I-V) y de resistividad en un rango amplio de temperatura (desde 60 K hasta 400 K, aproximadamente) pusieron en evidencia comportamientos de tipo semiconductor (alta resistividad a temperatura ambiente), semiconductor-termistor (baja resistividad a temperatura ambiente), mecanismos de transporte eléctrico donde intervienen polarones, tipo Mott (VRH) y tipo Efros-Shklovskii (ES) y que suministraron el cálculo de la energía de activación de cada mecanismo en algunas muestras. Medidas de permitividad en función de la temperatura con frecuencias constantes corroboraron los resultados de transporte eléctrico y mostraron relajaciones tipo Debye y Maxwell-Wagner en las muestras con más alta resistividad, con las cuales también a partir de curvas de Arrhenius se obtuvieron las energías de activación y se pudo deducir la probabilidad de transiciones de carácter eléctrico o magnético. Estos materiales tipo perovskita exhibieron una amplia gama de resistividades, correlacionadas con el gap de energía óptico obtenido en algunas muestras. La coexistencia de parámetros magnéticos y eléctricos a temperaturas similares sugirieron la existencia de acoplamientos magneto-eléctricos (algunos corroborados con cálculos de polarización a través de medidas de corriente piroeléctrica), así como la coexistencia de comportamientos semiconductores y ferromagnéticos a temperatura ambiente que potencializan eventuales aplicaciones propias de tecnologías inmersas en la industria de la espintrónica, de grabación de información, de sensores magnéticos y de temperatura, entre otras. (Texto tomado de la fuente) The crystalline structure of the new complex perovskites of the RAMOx (R = La, Nd, Sm, Eu; A = Sr, Bi; M = Ti, Mn, Fe) family and their subfamilies differ in their properties due to the fact that the elements that make them up when coupled create bonds that despite crystallizing in the same space group Pnma or Pbnm (# 62), show slight changes caused by the magnetic, electrical, ionic radio characteristics and by the ionic or covalent coupling of the different chemical elements that compose them, in addition to small differences in the atomic positions and reticular parameters in the structure with the majority phase found (98% purity), which at the same time leads to differences due to distortions or inclination of their B-O6 octahedra, which, having been exposed to different mechanical, electrical, magnetic or thermal stimuli, give rise to characteristic properties of each of the seven stoichiometric formulas synthesized and subsequently analyzed in this document. Polycrystalline samples were produced by the solid-state reaction synthesis method. During the different sintering stages, the crystalline evolution was obtained with the disappearance of the reflections of the precursor oxides from which the samples were synthesized. The Rietveld refinement with the use of GSAS software allowed to obtain the structure in which each compound crystallized and its crystallographic and reliability factors. The microstructural study through images obtained by scanning electron microscopy (SEM) showed a good degree of compaction of the grains, a result compared with apparent density measurements that allowed to confirm porosities lower than 20%. In some samples the coexistence of wide differences in grain size that caused variations in the responses to electrical and magnetic stimuli was observed. The X-ray energy dispersion spectrometry (EDS) system coupled to the SEM, facilitated the establishment of the effective composition of the samples according to the stoichiometric percentage of each chemical element in each material. Measurements of the temperature-dependent magnetic parameter and of magnetization as a function of the applied field, revealed paramagnetic, ferromagnetic and ferrimagnetic behaviors in various compositions. The electrical characterization techniques of current-voltage (I-V) and resistivity in a wide range of temperature (from 60 K to 400 K, approximately) showed behaviors of the semiconductor type (high resistivity at room temperature), semiconductor-thermistor (low resistivity at room temperature), electrical transport mechanisms involving polarons, Mott type (VRH) and Efros-Shklovskii type (ES) and that provided the calculation of the activation energy of each mechanism in some samples. Measurements of permittivity as a function of temperature with constant frequencies corroborated the electrical transport results and showed Debye and Maxwell-Wagner type relaxations in the samples with the highest resistivity, with which the activation energies were also obtained from Arrhenius curves and the probability of transitions of an electrical or magnetic nature could be deduced. These perovskite-type materials exhibited a wide range of resistivities, correlated with the optical energy gap obtained in some samples. The coexistence of magnetic and electrical parameters at similar temperatures suggested the existence of magneto-electrical couplings (some corroborated with polarization calculations through measurements of pyroelectric current), as well as the coexistence of semiconductor and ferromagnetic behaviors at room temperature. All this allows to visualize possible applications in technologies immersed in the spintronics industry, information recording, magnetic and temperature sensors, among others. (Text taken from source) MINCIENCIAS, por medio de la convocatoria del Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (Convocatoria Becas Nacionales 617-Colciencias) En el estudio de los materiales cerámicos tipo Perovskita analizados en el documento se encontraron propiedades de semiconductividad magnética, sensores de temperatura , grabación de información y Multifuncionalidad. Útil para ser aplicados en nuevas tecnologías. Doctorado Doctorado en Ingeniería - Ciencia y Tecnología de Materiales Se usó el método científico en el que se hizo observación sistemática durante la síntesis y caracterización de los materiales cerámicos tipo Perovskita; medición estructural por medio de DRX, morfológica y composicional por medio de MEB y EDS y de algunas características eléctricas, ópticas y magnéticas. Se experimentó durante las diferentes etapas y se formularon diferentes metodologías y rutas que llevaron a contante análisis de las propiedades encontradas, lo que también conllevó a modificar en algunos momentos aspectos de la hipótesis inicial planteada.​ Ciencia y Tecnología de Materiales Cerámicos y Compuestos Para las mediciones eléctricas se usó un equipo diseñado por el autor que contiene: cableado coaxial blindado y celda con cableado interno blindada con aluminio para evitar señales parásitas durante la medición, celda criogénica acoplada con adhesivo de Plata (Ag) entre el dedo frio y la lámina de soporte de la muestra en medición, que permite conductividad térmica.

diagramas, ilustraciones a color, fotografías, tablas El material de tipo perovskita doble Dy2Bi2Fe4O12 fue sintetizado a partir de la técnica de estado sólido. La caracterización estructural, mediante difracción de rayos x, revela un cristal ortorrómbico perteneciente al grupo espacial Pnma (#62) con fuertes distorsiones octaédricas. El análisis morfológico mediante SEM muestra una difusión granular con tamaños promedios del orden nanométrico. El espectro de energía por dispersión de rayos X señala que no hay elementos diferentes a los esperados de los óxidos precursores y en la proporción estequiométrica calculada. La determinación de la banda prohibida Eg=1.88 eV, a partir de espectroscopía por reflectancia difusa, clasifica a Dy2Bi2Fe4O12 como un material semiconductor. Las curvas de corriente contra voltaje sugieren una respuesta eléctrica no lineal de tipo varistor. Además, su permitividad eléctrica está marcada por polarización de tipo Maxwell-Wagner. La respuesta magnética clasifica a esta perovskita doble como un ferromagneto blando con bajo campo coercitivo (500 Oe < HC < 700 Oe) y magnetización remanente (2.15x10-4 emu/g < MR < 3.25x10-4 emu/g). Las curvas de histéresis muestran un comportamiento ferromagnético con evidencia de efectos superparamagnéticos debido a la presencia de granos nanométricos ferromagnéticos. Double perovskite-like material Dy2Bi2Fe4O12 has been obtain using the solid-state synthesis Structural characterization through X-ray diffraction technique reveals an orthorhombic crystal belonging to Pnma space group (# 62) with strong octahedral distortions. Analysis of the Morphology by SEM shows a granular diffusion with nanometric order mean sizes. X-ray energy dispersion spectra establishes that there are no elements other than those expected from the precursor oxides in the stoichiometric proportions calculated. Determination of the band gap Eg = 1.88 eV from diffuse reflectance spectroscopy classifies Dy2Bi2Fe4O12 as a semiconductor material. The I-V curves suggest a non-linear varistor-type electrical response. Furthermore, its electrical permittivity is marked by Maxwell-Wagner-type polarization. The magnetic response of the material shows a soft ferromagnet with low coercive field (500 Oe < HC

Se ha realizado un estudio de las propiedades estructurales, morfológicas, magnéticas y ópticas de la perovskita Sr2HoRuO6. El análisis de Rietlved de los patrones de difracción de rayos X reveló que este material óxido cristaliza en una estructura de perovskita monoclínica, grupo espacial P21/n (#14), con parámetros de red a = 5.7719 Å, b = 5.8754 Å, c = 8.1651 Å y ángulo β = 90.034°. La caracterización morfológica mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) muestra una topografía superficial uniforme con granos fuertemente interconectados de tamaño similar (D ≈ 0.74 μm), que varían en forma y orientación. El análisis semicuantitativo de la composición se realizó mediante Electron Energy Dispersion Spectra (EDX), a partir del cual se puede establecer que la composición de las muestras es del 99% de acuerdo con la composición estequiométrica esperada. Las curvas de susceptibilidad magnética en función de la temperatura revelaron la característica ferrimagnética de este material, con una temperatura de Néel TN = 14 K. Mediante el ajuste de susceptibilidad magnética de tipo Curie-Weiss se determinó que el momento magnético efectivo es de 11,36 μB. Este valor está de acuerdo con el esperado a partir de las reglas de Hund (11.28 μB). El espectro de reflectancia difusa sugiere que este material se comporta como un semiconductor con Eg= 1.38 eV, que está de acuerdo con los resultados de estructura de bandas y cálculos de la densidad de estados electrónicos obtenidos como parte adicional para la publicación del presente trabajo en una revista científica. Abstract: A study of the structural, morphological, magnetic and optic properties of the Sr2HoRuO6 perovskite has been performed. Rietlved analysis from x-ray diffraction patterns revealed that this oxide material crystallizes in a monoclinic perovskite structure, P21/n (# 14) space group, with lattice parameters a=5.7719 Å, b=5.8754 Å, c=8.1651 Å and angle β=90.034°. The morphological characterization by Scanning Electron Microscopy (SEM) shows an uniform surface topography with strongly interconnected grains of similar size (D ≈ 0.74 μm), which vary in shape and orientation. Semi-quantitative analysis of the composition was performed by Electron Energy Dispersion Spectra (EDX), from which it can be established that the composition of the samples is 99% in accordance with the expected stoichiometric composition. Curves of magnetic susceptibility as a function of temperature revealed the ferrimagnetic feature of this material with Néel temperature TN=14 K. Through the Curie-Weiss magnetic susceptibility adjustment the effective magnetic moment was determined to be 11.36 μB. This value is in agreement with that expected from the Hund’s rules (11.28 μB). The diffuse reflectance spectrum suggests that this material behaves as a semiconductor with Eg=1.38 eV, which is in accordance with results of band structure and density of states calculations performed as an additional part for the publication of this work in a scientific journal. Maestría

En este trabajo se realizó la caracterización de un material polimérico dopado con partículas de magnetita, con el fin de producir un caucho magnético. Se caracterizó el material con propiedades morfológicas, estructurales, mecánicas, térmicas, eléctricas y magnéticas. Se realizaron diez (10) muestras diferentes variando la cantidad de ripio de llanta y de magnetita, adicionalmente se realizó una muestra variando el tipo de ripio utilizado. La elaboración de las muestras se desarrolló en la empresa ANDINA DE RODILLOS LTDA con el asesoramiento del Ing. Edwin López quien con su experticia aportó para realizar una mezcla con características de caucho blando. Las mezclas se realizaron con la matriz de caucho NBR, aceleradores: TMTD y CBS, azufre como agente vulcanizante, activadores: ácido esteárico y óxido de zinc, suavizante: DOP, magnetita y ripio. Como primera fase, se realizaron las mezclas haciendo el proceso de masticación en un molino de rodillos, posteriormente se procedió a vulcanizar las muestras en unas placas a 140°C durante 12 minutos; las formas de los moldes de vulcanización se realizaron según las normas ASTM y los requerimientos de los equipos de las caracterizaciones. Los análisis llevados a cabo, comprenden para la caracterización morfológica: SEM, para la caracterización estructural: EDX y difracción de rayos X, para la caracterización mecánica: dureza Shore A y tensión – deformación, para la caracterización térmica: reometría y termogravimetría, para la caracterización eléctrica: resistividad eléctrica y análisis de frecuencia (constante dieléctrica) y para la caracterización magnética: momento magnético. Abstract: In this project a characterization of a polymeric material impregnated with magnetite particles, is carried out, in order to produce magnetic rubber. The morphologic, structural, mechanical, thermal, electric and magnetic properties were analyzed. Ten different samples were made varying the amount of crumb rubberand magnetite, additionally to sample were taken varying the kind of crumb rubber. The elaboration of samples were made in the company ANDINA DE RODILLOS S.A with the advice of Engr. Edwin Lopez who contributes with his experience to perform a mix with soft rubber properties. The mixtures were made with the NBR rubber matrix, accelerators: TMTD and CBS, sulfur as vulcanizing agent, activators: seric acid and zinc oxid. Softer: DOP, magnetite and gravel. To begin, the mixtures were made by applying chewing process in a roller mill, after that, the samples were vulcanized in some plates at 140°C for 12 minutes; The plates for vulcanization were made by ASTM standards and the equipment requirements. The characterization carried out, consider for the morphological analysis: SEM, for the structural analysis: EDX and X-Ray diffraction, for the mechanical: Shore A hardness and tension - deformation, for the thermic characterization: thermogravimetry and reometry, for the electric characterization: electric resivity and analysis of frequency (dielectric constant) and for the magnetic characterization: Magentic momentum. Maestría

En esta tesis se presenta la síntesis de perovskitas complejas Bi(1−x)N dxF e0,7Mn0,3O3 (0,00 ≤ x ≤ 0,50). Dos métodos de síntesis fueron usados para obtener los materiales: síntesis rápida de fase líquida (LPS) y reacción de estado sólido (SSR), obteniendo mejores resultados con el primer método. La caracterización de la estructura cristalina para cada material obtenido por ambos métodos, se llevó a cabo a través de medidas de difracción de rayos X (XRD). Los difractogramas para los materiales obtenidos por LPS se analizaron por medio del método de refinamiento Rietveld usando el programa FullProf. Esto reveló que los materiales tipo perovskita obtenidos presentan un cambio de fase estructural, desde una estructura romboédrica definida en el grupo espacial R3c (#161), cuando el porcentaje de sustitución de Bi por N d es del 0 %, hasta llegar a una estructura ortorrómbica definida en el grupo espacial P bnm (#62), cuando la sustitución de Bi por N d es del 50 %. La caracterización morfológica se llevó a cabo usando un microscopio electrónico de barrido (SEM), evidenciando una disminución significativa en el tamaño de grano, pero un aumento en la porosidad a medida que se aumentaban los porcentajes de sustitución de N d y dejando ver una mayor cohesión de los granos, producto de la fase líquida. El análisis químico semicuantitativo se llevó a cabo por espectroscopía de rayos X por energía dispersiva (EDS). Los porcentajes nominales de Bi comparados con los reales presentaron bajo índice de error, lo cual significa que se logró controlar la volatilidad de este elemento durante la síntesis. Las medidas de magnetización DC se hicieron usando un magnetómetro de SQUID. La curvas de magnetización isotérmica a bajas temperaturas mostraron un comportamiento histerético cuyos valores de magnetización de remanencia y de saturación aumentaron a medida que aumentaba el porcentaje de N d en las muestras. Las medidas de magnetización en función de la temperatura en modo field cooling (FC) y zero field cooling (ZFC) mostraron un comportamiento inusual de magnetización negativa para algunos valores de campo aplicado. También se obtuvieron curvas irreversibles frente a las medidas de FC y ZFC, lo cual abre la posibilidad de pensar en que se estén presentando comportamientos de vidrios de espín en estos materiales. Por último, se hicieron medidas de susceptibilidad magnética AC para el material cuyo valor de sustitución de Bi por N d es del 35 %, con el fin de complementar los resultados de magnetización DC. Abstract: This thesis presents the synthesis of the complex perovskites Bi(1−x)N dxF e0,7Mn0,3O3 (0,00 ≤ x ≤ 0,50). Two synthesis methods were used in order to obtain the materials: rapid liquid phase sintering (LPS) and solid state reaction (SSR), obtaining better results with the first one. The characterization of the crystalline structure for each material obtained using both methods was carried out through X-ray diffraction measurements (XRD). The difraction patterns of the materials obtained by LPS were analyzed through the Rietveld refinement method, using the program FullProf. This revealed that the obtained perovskite-type materials present a structural phase shift, from a rhombohedral structure defined by the space group R3c (#161), when the substitution percentage of Bi for N d is 0 %, to an orthorhombic structure defined by the space group P bnm (#62), when the substitution of Bi for N d corresponds to a 50 %. The morphologic characterization was done using a scanning electron microscope (SEM), which evidenced a considerable decrease in the grain size and an increase in porosity, as the N d substitution percentages increased. It also allowed to observe a higher cohesion between the grains, product of the liquid phase. The semi-quantitative chemical analysis was carried out by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The Bi nominal percentages showed low error index compared to the real ones, which means that the volatility of this element was controlled during the synthesis. The DC magnetization measurements were done using a SQUID magnetometer. The isothermal magnetization curves at low temperatures showed a hysteretic behaviour, whose remaining and saturation magnetization values increased as the N d percentage did as well. The measurements of magnetization as a function of temperature in field cooling (FC) and zero field cooling (ZFC) mode, showed an unusual negative magnetization behaviour for some applied field values. The FC and ZFC measurements showed irreversible curves, which opens the possibility to consider spin glass behaviours for these materials. Finally, AC susceptibility measurements were done to the material whose substitution value of Bi for N d is 35 %, in order to complement the DC magnetization results. Doctorado

Durante los últimos años se ha incrementado el interés científico por los materiales tipo perovskita doble (A2BB` O6), debido a que estos presentan diversas e interesantes propiedades eléctricas y magnéticas, con posibles aplicaciones en la industria y nuevas tecnologías como en dispositivos espintrónicos. En el presente trabajo, se realiza la síntesis de la perovskita por dos técnicas diferentes conocidas como reacción de estado sólido y método modificado de Pechini. La caracterización de la estructura cristalina se realizó por difracción de rayos X, encontrando que la fase mayoritaria corresponde a una estructura monoclínica, grupo espacial P21/n (# 14). El estudio teórico se realiza a través del código WIEN2k, que trabaja en el marco de la teoría DFT para los grupos P21/n (# 14), R-3 (# 148), I2/m (# 12) y Fm-3m (# 225). Con el fin de determinar la estructura del estado base se realizaron las optimizaciones del volumen, encontrando que la estructura de mínima energía corresponde al grupo espacial P21/n. A partir del estudio de densidad de estados (DOS) y estructura de bandas, se encontró un comportamiento halfmetallic, siendo semiconductor de gap indirecto para la configuración de espín down y conductor para el espín up. Se realiza el análisis de las contribuciones de los orbitales atómicos a la DOS, encontrando que los orbitales dxy, dyz, dxz, dx2-y2 y dx2 del manganeso son los causantes del comportamiento halfmetallic. Abstract. During this research, perovskite synthesis was accomplished through the use of two diferent techniques known as solid state and modified Pechini-method. Crystalline structure was made via X-ray difraction. It was found that majority phase corresponds to a monoclinic structure, spatial group P21/n (# 14). Theoretical study was carried out though WIEN2k code, working with the DFT theory framework for groups P21/n (# 14), R-3 (# 148), I2/m(# 12) and Fm-3m (# 225). Volume optimizations were performed in order to determine base state structure; it was discovered that minimal energy structure corresponds to spatial group P21/n. From the Study of Density of States (DOS) and band structure a halfmetallic behavior was observed, being an indirect gap semiconductor for spin-down and a conductor for spinup configuration. SDS atomic orbital contributions were analyzed; dxy, dyz, dxz, dx2-y2 and dx2 manganese orbitals were found to be the root cause of the half-metallic behavior. Maestría

En el trabajo se reporta el proceso de síntesis mediante la técnica de reacción de estado sólido de las hexaferritas SrCo2Zr2Fe8O19 (SCZFO) y CaCo2Zr2Fe8O19 (CCZFO), además se presenta el estudio de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas. Ambas hexaferritas presentan propiedades ferromagnéticas y la de estroncio también exhibe un comportamiento ferroeléctrico mientras que la de calcio presentó un comportamiento dieléctrico. Abstract. In this work the synthesis process by the solid state reaction technique of the hexaferrites SrCo2Zr2Fe8O19 (SCZFO) y CaCo2Zr2Fe8O19 (CCZFO) is reported and the study of the structural, electrical and magnetic properties is presented. Both hexaferrites have ferromagnetic properties and the strontium hexaferrite also exhibits a ferroelectric behavior while the calcium hexaferrite has a dielectric behavior. Maestría

La perovskita compleja Sr2HoNbO6 ha sido sintetizada por el método de reacción a estado sólido. El patrón de difracción de rayos X revela que el material Sr2HoNbO6 tiene una estructura cúbica compleja característica de la estructura cristalina cúbica A2B'B''O6 con constante de red a=8.214 Å la cual tiene un acoplamiento razonable (El desajuste de los parámetros de red es del orden del 6%) con el YBa2Cu3O(7-∂). El análisis de espectroscopía de dispersión de energía de rayos X muestra que el Sr2HoNbO6 no contiene trazas de impurezas. La estabilidad química del Sr2HoNbO6 con el superconductor YBa2Cu3O(7-∂) ha sido estudiada por el patrón de difración de rayos X y mediciones de magnetización como función de la temperatura sobre los compósitos Sr2HoNbO6-YBa2Cu3O(7-∂). Los patrones de difracción de rayos X muestran que todos los picos de difracción de rayos X pertenecen ya sea a Sr2HoNbO6 o YBa2Cu3O(7-∂) sin ningún pico extra detectable. Esto implica que los compuestos Sr2HoNbO6 y YBa2Cu3O(7-∂) permanecen como dos fases separadas diferentes en el compósito sin interacción química. La respuesta magnética muestra que la temperatura de transición superconductora del YBa2Cu3O(7-∂) y los compósitos es de 93.5 K. Las caacterísticas del Sr2HoNbO6 lo hace favorable para que pueda usarse como material sustrato para el crecimiento de películas delgadas superconductoras del YBa2Cu3O(7-∂). Abstract. The complex perovskite oxide Sr2HoNbO6 has been synthesized by solid-state reaction. X-ray diffraction pattern reveal that Sr2HoNbO6 material has an ordered complex cubic structure characteristic of A2B'B''O6 cubic crystalline structure with lattice constant a=8.214 Å, which has a fairly good lattice matching (lattice mismatch of the order of 6%) with YBa2Cu3O(7-∂). Energy dispersive X-ray analysis shows that Sr2HoNbO6 is free of impurity traces. The chemical stability of Sr2HoNbO6 with YBa2Cu3O(7-∂) superconducting has been studied by X-ray diffraction and measurements of magnetization as a function of temperature on Sr2HoNbO6-YBa2Cu3O(7-∂) composites. X-ray diffraction patterns of the composite shown that all the X-ray diffraction peaks could be indexed for either Sr2HoNbO6 or YBa2Cu3O(7-∂) with no extra peak detectable. This result implies that YBa2Cu3O(7-∂) and Sr2HoNbO6 compounds remain as two different separate phases in the composite with no chemical interaction. Magnetic response shows that superconducting transition temperature of pure YBa2Cu3O(7-∂) and Sr2HoNbO6-YBa2Cu3O(7-∂) composites is 93.5 K. These favourable characteristics of Sr2HoNbO6 show that it can be used as a potential substrate material for growth of YBa2Cu3O(7-∂) superconducting films. Maestría

Se sintetizaron mediante la técnica de reacción de estado sólido convencional muestras cerámicas de la familia RMn1-xFexO3. Mediante el seguimiento del proceso de síntesis por medio de difracción de rayos X se determinó que para obtener fases cristalográficas de alta pureza ( 99%) son necesarias temperaturas alrededor de 1200 °C. Así mismo, se observó que tiempos de síntesis alrededor de las 18 horas garantizan la reacción total de los óxidos precursores a la temperatura ya mencionada. Se estudió la estructura cristalina del sistema mediante experimentos de difracción de rayos X en un rango 2θ de 20° a 70°, observando un alto grado de cristalinidad en el sistema. Los resultados obtenidos por difracción de rayos X fueron analizados usando el programa PANAlitical X’Pert HighScore Plus. Este procedimiento permitió determinar que esta familia de materiales cristalizan en dos estructuras cristalinas, la primera de ellas una estructura tipo perovskita distorsionada con simetría ortorrómbica (Grupo espacial Pbnm # 62). La segunda es una estructura con simetría hexagonal (grupo espacial P63cm # 185). Los criterios que definen la simetría en la que cristaliza cada material son el radio iónico y el grado de sustitución (valor de x), de tal manera que para x = 0.2 los materiales tienen estructura tipo perovskita distorsionada en su totalidad independiente de cual sea el ion R. Las estructuras cristalinas se refinaron mediante el método de Rietveld usando el software GSAS + EXPGUI. Este procedimiento nos permitió observar que los materiales con R = Gd y Dy cristalizan con simetría ortorrómbica, mientras para la configuración con R = Ho se observa una competencia entre las dos fases características del sistema de tal manera que para x = 0 el material presenta simetría Hexagonal casi en su totalidad (94.23 %). Para x = 0.1 se presentan contribuciones de las dos fases cristalinas con porcentajes en peso de 42.73 % y 57.27% de las fases hexagonal y ortorrómbica respectivamente. Finalmente, para x = 0.2 el material obtenido presenta simetría ortorrómbica en su totalidad. Se estudiaron experimentalmente las propiedades ferroicas de la familia RMn1-xFexO3 observando en todos los casos un comportamiento antiferromagnético en los materiales por debajo de ciertas temperaturas críticas comprendidas entre 20 K y 75 K. El estudio de la magnetización en función de la temperatura nos permitió observar un comportamiento paramagnético a temperatura ambiente y superiores, con transiciones de fase al estado antiferromagnético a bajas temperaturas para todas las configuraciones. Para la familia GdMn1-xFexO3 la transición al estado antiferromagnético se observa por debajo de los 25 K, para esta configuración se observa un estado ferrimagnético cerca de 30 K en el material con x = 0.1. En el caso del DyMn1-xFexO3 esta transición se observa por debajo de 40 K y para el HoMn1-xFexO3 la transición al estado antiferromagnético se presenta por debajo de 75 K. Finalmente, se estudió el comportamiento eléctrico de los materiales mediante curvas de polarización eléctrica. A partir de esta técnica se determinó que a temperatura ambiente domina un comportamiento resistivo para los materiales con R = Gd y Dy para x = 0, 0.1 y 0.2; y para R = Ho solo en las configuraciones con x = 0.1 y 0.2. Así mismo, se confirmó el comportamiento ferroeléctrico con un elevado valor de constante dieléctrica (215.1) a temperatura ambiente para la configuración con R = Ho y x = 0. Abstract. By the conventional technique of solid-state reaction of the ceramic samples RMn1-xFexO3 family were synthesized. The synthesis process was monitored by X-ray diffraction which determined that for obtain high purity crystallographic phases ( 99%) are needed around 1200 ° C. Also, was observed that synthesis times about 18 hours allows the total reaction of precursors oxides at this temperature. The crystal structure of the system was studied by experiments of X-ray diffraction in a 2θ range of 20° to 70°, was observed a high degree of crystallinity in the system. Results of XRD experiments was analyzed using the PANAnalitical X'Pert Highscore Plus software. This procedure allowed us to determine that the family of materials given by the chemical formula RMn1-xFexO3 crystallizes in two crystal structures, the first, is a distorted perovskite structure with orthorhombic symmetry (space group Pbnm # 62). The second is a structure with hexagonal symmetry (space group P63cm # 185). The criteria for the symmetry in each material crystallizes are the ionic radius of rare earth, but also in this case we observed a marked dependence on the degree of substitution (x value), so as to x = 0.2 materials have distorted perovskite structure independent what ion is R. The crystal structures were refined by the Rietveld method using the GSAS + EXPGUI software. This procedure allowed us to observe that materials with R = Gd and Dy crystallize with orthorhombic symmetry, while in the configuration with R = Ho a competition between the characteristics phases system is observed. Thus for x = 0, the material has symmetry hexagonal almost entirely (94.23%). For x = 0.1, contributions of the two crystalline phases with weight percentages of 42.73% and 57.27% of the orthorhombic and hexagonal phases respectively occur. Finally, for x = 0.2 the material has totally orthorhombic symmetry. Ferroic properties of RMn1-xFexO3 family was studied, in all cases observed antiferromagnetic behavior in materials below certain critical temperatures between 20 K and 75 K. The study of the magnetization versus temperature allowed us to observe paramagnetic behavior at room temperature and above, with phase transitions to antiferromagnetic state at low temperatures for all configurations. For GdMn1-xFexO3 family transition to antiferromagnetic observed below 25 K, for this configuration, is observed a ferrimagnetic state about 30 K in the material with x = 0.1. In the case of DyMn1- xFexO3 antiferromagnetic transition is observed below 40 K and the HoMn1-xFexO3 the this transition occurs below 75 K. Finally, the electrical behavior of the materials was studied by polarization curves. From this technique could be determined that at room temperature dominates a resistive behavior for materials with R = Gd and Dy for x = 0, 0.1 and 0.2; and for R = Ho only configurations with x = 0.1 and 0.2. Also, the ferroelectric behavior was confirmed with a high value of dielectric constant (215.1) at room temperature for configuration with R = Ho x = 0. Maestría

En la primera parte de este trabajo se realiza la caracterización morfológica, estructural y magnética de las perovskitas dobles tipo Sr2LnRuO6, con Ln=Gd, Ho, Dy; y de la nueva familia Sr2GdRu1-xRexOy, con niveles de dopaje del 3, 6, 9 y 12 %. Todas presentan simetría monoclínica, acoplamiento antiferromagnético, y se destaca la aparición de metamagnetismo en Sr2GdRu1. Doctorado

El estudio de materiales tipo perovskita ha tenido en los últimos años una trascendencia fundamental en la investigación científica y aplicaciones tecnológicas, debido a sus propiedades eléctricas y magnéticas a diferentes temperaturas. Por esta razón, es de nuestro interés estudiar las propiedades estructurales, eléctricas y de transporte presentes en el estanato tipo perovskita (Ba,Sr)SnO3. Luego de sintetizar el compuesto Ba1-xSrxSnO3 (0 x 1) mediante el método de reacción en fase sólida, se obtuvieron siete comprimidos con diferentes porcentajes de concentración de óxidos precursores. La estructura cristalina se estudió a través de experimentos de Difracción de Rayos-X (DRX) y refinamiento Rietveld. El tamaño de grano aproximado se concluyó a partir de observaciones con microscopía electrónica de barrido (MEB). La respuesta de la impedancia en función de la frecuencia a temperatura ambiente y para algunas muestras a bajas temperaturas se obtuvo mediante la técnica de Espectroscopía de impedancia (EI) entre 10 mHz y 0,1 MHz y de allí se encontró la respuesta al transporte eléctrico de cada dopaje y el circuito equivalente respectivo mediante el ajuste de los diagramas Cole-Cole. Las medidas de polarización eléctrica y la constante dieléctrica para BaSnO3 y SrSnO3 fueron determinadas usando un polarímetro eléctrico (Radiant Technologies, model 609A). / Abstract. In last year’s, the study of perovskite materials has attracted great interest of researchers in the ceramics area, due their physical and chemical properties at several temperatures, which are required for technological applications. In this work we perform an exhaustive study of structural, electrical and transport phenomena in samples of the perovskite stagnate (Ba,Sr)SnO3. Synthesis of the Ba1-xSrxSnO3 (0 x 1) compounds were performed by the solid state reaction recipe. Seven tablets were obtained with different percentages of concentration of precursor oxides. The crystallographic structure was analyzed by X-ray diffraction (DRX) and Rietveld-like refinement. The approximate grain size was found from experiments of Scanning Electron Microscopy (SEM). The stoichiometric composition was established from Energy Dispersive X-ray (EDX) and the response of the impedance versus frequency at room and low temperatures were obtained by the Impedance Spectroscopy technique (EI) from 10 mHz up to 0,1 MHz), also obtaining the respective equivalent circuit using the fitting the Cole-Cole diagrams. The electric polarization measurements and the dielectric constant for SrSnO3 and BaSnO3 were determined through polarization experiments, using a Radiant Technologies polarimeter. Maestría

Este trabajo de tesis de maestría muestra el estudio de la estructura cristalina, propiedades eléctricas y propiedades magnéticas de la muestra policristalina de la perovskita doble Sr2TiMoO6. La síntesis del material se realizó utilizando el método de reacción de estado sólido. La caracterización estructural del material obtenido fue elaborada a través de medidas de difracción de difracción de rayos X, incluyendo el análisis mediante refinamiento Rietveld usando el código GSAS; mostrando que la estructura cristaliza en un sistema tetragonal, con grupo espacial I-1 (#5), los parámetros de red son a = b = 5.5291 Å, y c = 7.8162 Ǻ. Se presenta también la implementación del método simplex en la puesta a punto del proceso de síntesis, así como una aproximación al estudio de la estructura cristalina en función de la temperatura. La morfología del material se estudió usando la técnica de microscopía electrónica de barrido, donde se muestra la evolución de la microestructura en función de los sucesivos pasos de síntesis y el análisis químico semicuantitativo se realiza a través de la técnica de espectroscopía de dispersión de rayos X. La respuesta ferroeléctrica del material fue determinada a partir de curvas de polarización en función del campo eléctrico aplicado y los resultados muestran que la perovskita doble Sr2TiMoO6 evidencia un comportamiento de histéresis ferroeléctrica a temperatura ambiente. La respuesta magnética se determinó realizando medidas de magnetización en función de la temperatura y curvas de magnetización en función del campo aplicado; ambas evidencian un ordenamiento antiferromagnético a una temperatura crítica TN = 20.1 K usando el ajuste de Curie-Weiss, el momento magnético efectivo calculado fue de 1.3 μB. / Abstract. This Master´s thesis shows the crystal structure, electric and magnetic properties of the polycrystalline sample Sr2TiMoO6 double perovskite. The synthesis of the material was made using the method of solid state reaction. Structural characterization was made using X-Ray diffraction method, including Rietveld refinement using GSAS code and showing that the structure crystallizes in a tetragonal system with special group I-1 (#5), the lattice parameters are son a = b = 5.5291 Å, y c = 7.8162 Ǻ. It also presents the implementation of simplex method along the tuning of the synthesis process as well an approximation to the crystal structure study as a function of the temperature. The morphology of the material was studied by scanning electron microscopy and here it show the evolution of microstructure as a along the successive synthesis steps and the semiquantitative chemical analysis was performed using the X-ray energy dispersive spectroscopy. The ferroelectric response of the material was determinate from polarization curves as a function of the applied field and the results show a ferroelectric hysteresis behavior for the Sr2TiMoO6 perovskite at room temperature. Magnetic response was studied by measuring the magnetization as a function of temperature and magnetization as a function of applied field curves, both shown an antiferromagnetic ordering at critical temperature of TN = 20 K using a Curie-Weiss fitting, the magnetic moment calculated was 1.3 μB. Maestría

En este trabajo se reporta la producción por reacción de estado sólido de los materiales La0.7Sr0.3MnO3 y BaTiO3 así como los compósitos de estos al 40%, 50% y 60% de sus concentraciones, y el estudio de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas a temperatura ambiente. Las medidas de difracción de rayos x revelan que el La0.7Sr0.3MnO3 tiene una estructura romboédrica de grupo espacial R c [167], mientras que el BaTiO3 es tetragonal con P4mm [99], cuyas parámetros cristalográficos se mantuvieron muy próximos en los compósitos, según lo evidenciado desde el refinamiento realizado a partir del programa GSAS. El material BaTiO3 es ferroeléctrico del tipo relaxor. Para concentraciones menores a 60% de este, el compósito no presentó respuesta de histéresis, lo cual puede ocurrir por la coexistencia entre granos de La0.7Sr0.3MnO3 y de BaTiO3, no permitiendo un camino efectivo por los granos del último en cuestión. Las curvas de magnetización como función del campo magnético aplicado a T=293 K muestran el comportamiento ferromagnético del material en las curvas de histéresis. Se determinó un momento magnético de 3.5 μB. De las medidas de magnetización en función de la temperatura se determinó la temperatura de Curie Tc≈361 K. A temperaturas menores a Tc se evidencia una frustración y temperatura de irreversibilidad entre las medidas de zero field cooling (ZFC) y field cooling (FC). La frustración puede ser ocasionada por el desorden catiónico de los Mn+3 y Mn+4. Se obtiene que el compósito 40%La0.7Sr0.3MnO3 /60%BaTiO3 a T=293 K es un material multiferróico. / Abstract. In this work we reported the production by the solid state reaction method of La0.7Sr0.3MnO3 and BaTiO3 as well as the composites of these to 40%, 50% and 60% of his concentrations. The study of the structural, electric and magnetic properties at room temperature it is also presented. The X-ray diffraction measurements reveals that La0.7Sr0.3MnO3 has a rombohedric structure, with space group R c [167], while BaTiO3 is tetragonal with space group P4mm [99]. The refinement done with the software GSAS show that the values of lattice parameter kept very close to each other for all the composites. The material BaTiO3 is ferroelectric of type relaxor. For concentrations below than 60%, the composite does not present response of hysteresis, which can happen due to the coexistence between grains of La0.7Sr0.3MnO3 and BaTiO3. Therefore an effective path by the grains of BaTiO3 is not allowed. Magnetization curves as function of the magnetic field applied, at T=293 K, show a typical ferromagnetic behavior in the hysteresis curves. A magnetic moment of 3.5 μB has been determined for the composites and the manganite. In the same way a Curie temperature approximately similar for all the composites and the manganite, (Tc≈361 K), was determined form the magnetization as function of temperature measurements. At temperature regimes below the Tc there is evidence of frustration and an irreversibility temperature between zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) measurements is observed. Frustration may be occurs as a consequence of cationic disorder of Mn+3 and Mn+4. We also have obtained that the composite 40%La0.7Sr0.3MnO3 /60%BaTiO3 at T=293 K is a multiferroic material. Maestría