Determinação da rede magnética da perovskista dupla Ca2MnReO6 através de difração de neutrons.

Este trabalho investigou a estrutura magnética da perovskita dupla Ca2MnReO6 a partir de difração de nêutrons por pó. Até o presente trabalho, não havia estudos conclusivos acerca de sua estrutura magnética. Com o objetivo de esclarecer essa estrutura, amostras policristalinas desse composto foram produzidas em quantidades suficientes para realizar estudos de difração de nêutrons. Aproximadamente 10 g do composto foram sintetizados em lotes a partir de reação de estado sólido em um tubo de quartzo selado a vácuo. Medidas de difração de raios X constataram cristalinidade e qualidade dos lotes. Magnetização dc em 𝐻 = 0,1 T mostra uma transição paramagnética em 𝑇 = 121 K, uma frustração magnética na curva de magnetização ZFC e uma magnetização significante 𝑀 s 0,5𝜇𝐵/f.u em FC. O ajuste da Lei de Curie-Weiss na região paramagnético em 𝜒−1 teve como resultado 𝜃𝐶𝑊 = 70 K, indicando uma predominância de interações ferromagnéticas na rede. Histerese magnética ZFC em 𝑇 = 10 K mostrou que o composto apresenta um comportamento magnético duro e um 𝐻𝑐 = 4 T, indicando um acoplamento magneto-cristalino. O refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons frios em função da temperatura revelou que entre 75 K-120 K há uma expansão anômala do eixo 𝑏 e uma grande contração do parâmetro 𝑐 com o resfriamento, que podem estar relacionadas ao acoplamento magneto cristalino. A evolução dos momentos totais em função da temperatura mostrou que os seus valores chegam a zero próximo a 𝑇𝑐, e que acima de 𝑇 = 80 K há um aumento da componente ferromagnética do Mn. Refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons térmicos mostrou que não houve transição de fase estrutural do composto em função da temperatura. Como conclusão deste trabalho, foi determinado de forma inédita que e o grupo magnético 𝑃21/𝑛 descreve a rede magnética do composto Ca2MnReO6. Tal conclusão baseou-se em uma análise cristalográfica detalhada dos picos puramente magnéticos dos espectros de difração de nêutrons frios em 𝑇 = 2 K, utilizando o vetor de propagação ⃗𝑘 = (0,0,0). Além disso, verificou-se que as sub-redes magnéticas do Mn e Re apresentam um ordenamento AFM-A com vetores magnéticos [2,41(3),±0,8(3), 3,53(3)] e [−0,16(4), 0, 0,15(4)], respectivamente. Constatou-se também que o vetor magnético do Re faz um ângulo de 100º em relação ao vetor magnético do Mn em mesmo 𝑧, revelando uma relação de ortogonalidade entre eles. O acoplamento magnético ortogonal entre os momentos do Mn e Re indica a predominância de uma interações de troca (exchange) antissimétrica (Dzyaloshinskii-Moriya) em comparação a interações de troca simétricas (Heisenberg). Esse acoplamento caracteriza o composto como um isolante de Mott assistido por acoplamento spin-orbita (spin-orbit-assisted Mott insulator), similar ao observado em Iridatos