Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Aug 2004)
Magnetic properties of manganese-site substituted Y(Cu,Mn)O<sub>3</sub>
Abstract
The magnetic properties of the solid solution YCuxMn1-xO3 have been investigated in the whole range of possible substitutions 0.30 ≤ x(Cu) ≤ 0.50. The χa.c. data showed the presence of minute amounts, undetectable by X-ray diffraction, of the antiferromagnetic Y2Cu2O5 phase, which did not interfere with the overall magnetic behavior of the solid solution. The total effective moment of the paramagnetic state decreases continuously with x(Cu). The average moment per Mn ion was estimated after subtraction of the copper contribution, giving approximately 4.4 μB, independent of the Cu concentration ; this value corresponds to the magnetic moment expected for 50 % Mn3+ and 50 % Mn4+. A paramagnetic-to-antiferromagnetic transition is observed at TNéel = 21 K, also compositional-independent. The low temperature state, studied by ZFC/FC cycles and M(H) loops, reinforce the idea of antiferromagnetic interactions in these compounds. A very small ferromagnetic component giving rise to low coercive fields of the order of 800 Oe, was present for all Cu concentrations. Additional nuclear powder diffraction measurements show no specific magnetic structure, suggesting short range interactions.Se han investigado las propiedades magnéticas de la solución sólida YCuxMn1-xO3 para todo el rango de posibles sustituciones 0.30 ≤ x(Cu) ≤ 0.50. Las medidas de susceptibilidad χa.c. señalan la presencia de ínfimas cantidades de la fase antiferromagnética Y2Cu2O5, la que no modifica las propiedades globales de la solucion sólida. El momento magnético total del estado paramagnético decrece monótonamente con x(Cu). El momento magnético promedio por ion Mn fue estimado después de sustraer la contribución del cobre, dando un valor aproximado de 4.4 μB, independiente de la concentración en cobre ; este valor corresponde al momento magnético esperado para 50 % Mn3+ y 50 % Mn4+. Una transición paramagnética hacia un estado antiferromagnético es observada a TNéel = 21 K, independiente de la composición. Los estudios a bajas temperaturas, realizados mediante ciclos ZFC/FC y de magnetización M(H), corroboran la idea de interacciones antiferromagnéticas en estos compuestos. Una pequeña componente ferromagnética es observada en los ciclos de magnetización realizados a 5K, indicando que el estado ordenado es principalmente de tipo antiferromagnético, con una componente inclinada despreciable, la que da lugar a un campo coercitivo muy pequeño (aprox. 800 Oe). Medidas preliminares por difracción de neutrones no indican ninguna estructura magnética específica, eliminando la posibilidad de interacciones de largo alcance.
