Este artículo presenta la síntesis del sistema Bi1-xSmxFeO3 (x = 0.00, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 y 0.10) obtenido mediante el método de reacción en estado sólido a 1073.15 K durante 15 horas. La caracterización detallada permitió analizar el efecto de la inserción de Sm3+ en las propiedades estructurales, morfológicas y magnéticas de la ferrita de bismuto. La caracterización estructural a través de Difracción de Rayos X (XRD) y refinamiento de Rietveld reveló la formación mayoritaria de una fase romboédrica en el grupo espacial R3c (161), con una proporción superior a la reportada hasta el momento. La caracterización morfológica mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) indicó que la inserción de samario reduce el tamaño de las partículas de 7.5 μm a 2.5 μm debido al menor radio iónico, lo que también conduce a la contracción de los parámetros reticulares. El análisis magnético demostró un comportamiento ferromagnético típico en todas las muestras sintetizadas, con la presencia de una transición de ferromagnetismo a antiferromagnetismo a 260 K.
1. INTRODUCCIÓN
La ferrita de bismuto (BiFeO3) es un material multiferroico que presenta propiedades multiferroicas dependientes de su polarización eléctrica, magnetización y elasticidad. Entre sus propiedades se encuentran la ferroelectricidad, el ferromagnetismo y la ferroelasticidad a temperatura ambiente y a altas temperaturas de Curie y Neel (TC ~ 1103K, TN ~ 643K) [1]. Los materiales del tipo BiFeO3 son perovskitas distorsionadas con un grupo espacial romboédrico R3c (167) [2]. Además, son antiferromagnéticos a temperatura ambiente y están dispuestos con una configuración de espín de tipo G a lo largo de la dirección (1 1 1) o (0 0 1) en la estructura romboédrica.
A pesar de sus relevantes propiedades, los materiales del tipo BiFeO3 presentan fases cristalinas secundarias debido al desequilibrio Bi/Fe o a la pérdida de Bi [3]. El dopaje con elementos de tierras raras del grupo de los lantánidos en BiFeO3 conduce a distorsiones estructurales, que pueden mejorar las propiedades ferromagnéticas o ferroeléctricas. Esto permite aplicaciones tecnológicas como: sensores magnéticos, conversión de energía, dispositivos utilizados en espintrónica, memorias magnetoeléctricas de acceso aleatorio (MERAM) y otros tipos de sensores [4].
En este trabajo, el sistema Bi1-xSmxFeO3 (0.00, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 y 0.10) fue producido por el método de reacción en estado sólido y luego caracterizado, con el fin de estudiar el efecto del dopaje con samario sobre las propiedades morfológicas, estructurales y magnéticas.
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