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Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales. Director/es: Vega, Daniel; Caneiro, Alberto

Las sustituciones en los sitios catiónicos de los compuestos pertenecientes a la familia de las manganitas con iones divalente, trivalente y tetravalente, ha sido un tema ampliamente estudiado en los últimos años. El efecto de tales sustituciones sobre las propiedades estructurales y magnéticas generaron grandes expectativas por lo que el empleo de técnicas experimentales tales como difracción de Rayox X, TEM, SEM, magnetización d.c., resistividad, etc, fueron empleadas para llegar al entendimiento de tales nuevos materiales. En el presente trabajo, se estudia el dopaje del compuesto LaMnO3+delta con Sn. Los escasos y contradictorios resultados reportados en la literatura no determinaban unívocamente, el sitio favorable para el Sn dentro de la estructura perovskita. Esto llevó al estudio de dos familias de muestras de composiciones nominales La_1-xSn_xMnO_3+delta y LaSn_xMn_1-xO_3+delta con x variando entre 0 y 0.5. Tanto la obtención del compuesto monofásico como su correcta caracterización presentaron serias dificultades. Sin embargo, el estudio del material reveló que el Sn ocupaba siempre el sitio B de la perovskita con valencia 4+, reemplazando al ión Mn. Así, la composición nominal correcta para cada una de las familias fue La_1-ySn_xMn_1-xO_3+delta, siendo, para la primera de las series y=2x con x<0.15 e igual a cero para la segunda. El valor de y dará lugar a la formación de vacancias extras en el sitio A de la perovskita. La formación de la fase sólo fue posible a baja temperatura (Ts=~ 700 grados C) lo que dio lugar tamaños de grano del, aproximadamente, 30nm. Desde el punto de vista de las propiedades físicas, la incorporación de Sn dentro del material dio lugar a la formación de clusters magnéticos cuya contribución a la magnetización dependía del valor de y. Así, la fase deficiente en La (y=2x) presentó valores de magnetización y de temperatura de transición más altas que la muestra sin Sn; el origen de ello estaría en las vacancias extras del sitio A, quedando relegados, a un segundo plano, los efectos de la incorporación de Sn en la fase. Por otra parte, la serie restante vio deprimida su magnetización debido a un fuerte desorden magnético producto de las interrupciones introducidas, entre las uniones de los iones Mn vecinos, por el Sn, deteriorando el proceso de doble intercambio. Los clusters resultaron de menor tamaño que los formados en la otra familia, originando una zona entre partículas magnéticas mayor y altamente desordenada; esta última fue difícil de orientar en la dirección del campo, razón por la cual, el material no llegó a saturar magnéticamente en el rango de los campos magnéticos aplicados

Cationic site substitution on manganites with both divalent and trivalent as well as tetravalent ions has been widely studied. The substitution effect on both structural and magnetic properties has created a renewed interest on this subject. So, techniques such as X-ray, SEM, TEM, dc magnetization and resistivity were employed to understand these new material properties. In the present work, the Sn doping of LaMnO_3+delta was studied. In spite of the works done on this field, de most favorable Sn substitution site in this structure was not clearly defined. Besides, there were discrepancies among the scarcely reported data. This situation led to the study of two series of samples with nominal composition La_1-xSn_xMnO_3+delta and LaSn_xMn_1-xO_3+delta with x varying between 0 and 0.5. Despite that both attainment and correct characterization of the singlephase compound were difficult to achieve, it could be concluded that Sn, with valence +4, replaced the Mn ion, occupying always the B-site on the perovskite structure. In this way, thecorrect nominal obtained compositons for each family compound turned to be La_1-ySn_xMnO_3+delta being y=2x with x<0.15 for the first series and y=0 for the second one. The y value led to the formation of extra vacancies on the perovskite A site. Single phase formation was only possible at low temperatures (T-s=~ 700 grados C). Therefore the grain size obtained was closed to 30 nm. Regarding the systemphysical properties, Sn inclusion within the material led to the formation of magnetic clusters whose contribution to magnetization depended on the y value. So, La deficient phase (y=2x) presented higher magnetization and transition temperature values than that without Sn. It would be due to extra vacancies present on A the site. This diminished the effects of Sn inclusion within the phase. Besides, the other compound magnetization properties decreased due to a strong magnetic disorder, product of the Sn presence between neighbor Mn ion bonds. It affected de double exchange process. Clusters obtained were smaller than those from the other family. This created a larger and highly disordered zone among magnetic particles. The last one was not easy to be oriented on the "magnetization" fiel direction. So, the material could not reach magnetic saturation in the applied magnetic field range.

Lugar de trabajo: CAB-CAC