Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2008)
Magnetic properties of the spinel system Mg<sub>x</sub>Mn<sub>3-x</sub>O<sub>4</sub> (0 ≤ x ≤ 2)
Abstract
Temperature-dependent studies of the low-field magnetization of the polycrystalline spinel oxide MgxMn3-xO4 (0 ≤ x ≤ 2) are reported. With the use of Lotgering’s model, which is equivalent to the Néel’s two-sublattice model, a set of molecular field constants λAB, λBB and λAA, has been obtained for 0 ≤ x ≤ 0.4 from the fit of χ between TC and room temperature. Moreover, this model fits consistently the low-temperature canted-spin angles ψ of the B sublattice. The Curie temperatures TC, as well as the exchange parameters JAB, JBB and JAA, show that the BB interactions are much greater than AA and AB, which are of the same order, in contrast to the situation usually found in magnetic spinels. As the concentration of the non-magnetic ion Mg2+ increases at the tetrahedral site (A), TC decreases from 42K (for x = 0) while the ferromagnetic behaviour diminishes at the expense of a magnetic frustration, thus highlighting the great influence of the non-magnetic ions located at the A and B-sites on the magnetic order.Se presentan estudios de la variación térmica de la magnetización a bajo campo de espinelas policristalinas de la solución sólida MgxMn3-xO4 (0 ≤ x ≤ 2). Con la utilización del modelo de Lotgering, que equivale al modelo de Néel de dos subredes, se ha obtenido un conjunto de constantes de campo molecular λAB, λBB y λAA, para 0 ≤ x ≤ 0.4 a partir del ajuste de χ entre TC y temperatura ambiente. Además, este modelo ajusta consistentemente los ángulos ψ de espín canteado de la subred B a baja temperatura. La temperatura de Curie TC, así como los parámetros de canje JAB, JBB and JAA, muestran que las interacciones BB son mucho mayores que las AA y AB que son ambas del mismo orden, en contraste con lo hallado usualmente en espinelas magnéticas. Cuando la concentración del ión no-magnético Mg2+, aumenta en los lugares tetraédricos, TC decrece desde 42 K (para x = 0), mientras que el comportamiento ferromagnético se debilita a expensas de una frustración magnética, resaltando así la gran influencia de los iones no-magnéticos localizados en lugares A y B, sobre el orden magnético.
