Investigação dos efeitos da adição de Nd, Yb e Fe nas propriedades estruturais, elétricas e magnéticas em cerâmicas de Na0,5Bi0,5TiO3

Abstract

No presente trabalho foram produzidas pastilhas cerâmicas de Na0,5Bi0,5−xAxTiO3 e Na0,5Bi0,5Ti1−xFexO3 (A = Fe,Nd e Yb), x = 0, 0,005, 0,01, 0,015 e 0,020, pela técnica de reação do estado sólido. Foi investigado a influência da adição de íons magnéticos nas propriedades estruturais, elétricas e magnéticas por meio de difração de raio-X (DRX), espectroscopia Raman, medidas de magnetização (M) e as medidas de permissividade elétrica. A partir do tratamento dos dados de difração de raios-X foi possível obter informações da estrutura cristalina, tendo sido encontrado que ela é do tipo perovskita, trigonal, pertencendo ao grupo espacial R3c. A partir de medidas Raman, observou-se as propriedades estruturais e vibracionais sofrem distorções com a adição dos elementos dopantes. O comportamento magnético foi estudado através de medidas de magnetização ac e dc utilizando um PPMS (Physical Property Measurement System - Quantum Design). As curvas de histerese magnética foram medidas em diferentes temperaturas (5, 150 e 300 K), indicando que o processo de dopagem alterou de forma significante as propriedades magnéticas, indo de um comportamento puramente diamagnético para o composto com x = 0 para um regime paramagnético nos dopados. A susceptibilidade dc foi medida aplicando um campo magnético e variando a temperatura no intervalo 5 – 300 K, permitindo determinar os momentos magnéticos dos íons utilizando a lei de Curie-Weiss, obtendo valores de momento magnético efetivo para os compostos dopados com metais terras-raras em média 4,78 e 3,72 μB para os íons Nd e Yb respectivamente. A permissividade foi medida utilizando uma técnica de impedância elétrica para valores de frequência variando no intervalo 20 Hz - 2 GHz. Foi verificado que adição de íons dopantes modifica os valores da constante dielétrica com resultados mais maiores que 103 amostras dopadas com Yb, atingindo valores muito mais altos do que os obtidos para NBT puro bem como valores muito baixos para as perdas dielétricas.