Ordenamento magnético local nas ludwigitas Co5M(O2BO3)2 M= Fe, Ti, Sn e Al - Heringer, Magno de Assis Verly (2015)
Os oxiboratos, em particular as ludwigitas com fórmula geral M2+2M´+3O2BO3, têm atraído considerável atenção devido a suas propriedades magnéticas complexas, determinadas pela combinação de fortes correlações e efeitos de baixa dimensionalidade. Apesar de alguns destes compostos terem sido amplamente estudados, pouca informação se tem sobre suas estruturas magnéticas. Neste trabalho, estudamos as propriedades estruturais e magnéticas da série de ludwigitas heterometálicas Co5M(O2BO3)2, (M= Fe, Ti, Sn e Al) utilizando as técnicas experimentais de difração de raios X, XPS, MEV, EDX, magnetização, e espectroscopia Mössbauer. Monocristais de todos os compostos acima citados foram sintetizados com sucesso. Medidas de raios X e magnetização mostraram que a dopagem dos compostos com 1% de 57Fe (sonda Mössbauer), não alterou as suas propriedades estruturais e magnéticas. Medidas de espectroscopia Mössbauer a temperatura ambiente mostraram que os Fe+3 entram em três sítios cristalográficos de todas as ludwigitas aqui estudadas, preferencialmente nos sítios 2 e 4 e uma pequena parcela no sítio 1 (entre 5 - 15 %). Experimentos Mössbauer a baixas temperaturas, mostraram uma transição magnética em ~114K para o Co2FeO2BO3. Esta ordem magnética foi relacionada com um ordenamento parcial da escada 4-2-4, similar ao que ocorre no composto homometálico Fe3O2BO3. Abaixo de 113K a aparição de um espectro com uma distribuição de campos magnéticos hiperfinos é atribuído a um congelamento de spin dos íons remanentes como apontado por medidas de magnetização. A 4.2K o sistema vai para um estado ordenado com uma estrutura magnética complexa. Para o Co5Ti(O2BO3)2 medidas magnéticas e de calor específico apontam este composto como sendo vidro-spin. Porém, medidas de espectroscopia Mössbauer em 4.2K mostraram uma ordem magnética local na escada 4-2-4, enquanto que uma desordem magnética parece ter lugar (vidro-spin) na escada 3-1-3. espectro Mössbauer do Co5Sn(O2BO3)2 a 4.2K é consistente com um composto completamente ordenado, já o Co6-xAlx(O2BO3)2 parece ter uma estrutura magnética similar ao do Co2FeO2BO3 a 4.2K