Study of double Perovskite La2MnFeO6 prepared by solid state reaction

In this work, three samples of LFMO were prepared by solid state reaction, calcined at 1200 ◦C, with treatment times equivalent to 24, 48 and 96 hrs. The obtained structures are double perovskite, monoclinic with space group P21/n and network parameters given by a = 5.52 ˚A, b = 5.51 ˚A and c = 7.81 ˚A. The sample crystallite sizes are equivalent to 361.0 nm (LFMO24), 348.9 nm (LFMO48) and 370.8 nm (LFMO96). According to the specific heat measurements, the LFMO’s have a ferrimagnetic phase transition at approximately 10 K, as data fit using the medium field theory. Peaks in the specific heat of the samples at higher temperatures were observed, occurring at different temperatures, depending on the degree of ordering of each LFMO produced. An excess in the specific heat is identified, where the LFMO24 and LFMO48 presented smaller and greater amount of defects, respectively. The contribution of the crystalline lattice was stipulated using the Thirring Model, with Debye temperatures of the order of the expected for this type of material. The measurements of magnetization DC, AC and magnetic hysteresis confirm the existence of weak ferromagnetic behavior at room temperature in all LFMO’s, in samples LFMO48 and LFMO96 it is assigned directly to Mn atoms, but in LFMO24, sample that presented higher magnetization value at this temperature, there is an increase provided to the Fe ions, in spite of the M¨ossbauer spectroscopy for the 57Fe, show a doublet. The real part of the AC susceptibility, χ0AC, complemented by different theoretical models, confirms a cluster-glass type phase, generated by frozen ion clusters in a certain temperature range in the LFMO’s, around 30 K, where χ0AC show peaks that vary with frequency. The strong presence of the Griffiths phase in the curves (χ0AC)−1 of LFMO48 and LFMO96 suggest that this phase is initiated at 65 K, occurring differently at LFMO24.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Neste trabalho foram preparadas três amostras de $La_2FeMnO_6$ (LFMO) por reação de estado sólido, tratada termicamente a 1200 $^{\circ}C$ em tempos de tratamento equivalentes a 24, 48 e 96 $hrs$, cada uma identificada pelo nome LFMO24, LFMO48 e LFMO96, respectivamente. As estruturas obtidas são do tipo dupla-$perovskita$, monoclínica com grupo espacial $P2_1/n$ e parâmetros de rede dados por $a$ = 5,52 Å, $b$ = 5,51 Å e $c$ = 7,81 Å. Os tamanhos dos cristalitos das amostras são equivalente a 361,0 $nm$ (LFMO24), 348,9 $nm$ (LFMO48) e 370,83 $nm$ (LFMO96). Segundo as medidas de calor específico (HC), as LFMO's tem uma transição de fase ferrimagnética em aproximadamente 10 $K$, conforme ajuste de dados usando a teoria de campo médio. Transições de fase devido a localização de carga foi observado, ocorrendo em temperaturas diferentes dependendo do grau de ordenamento de cada sistema, em que o estado mais desorganizado tende a ter esta transição tendendo a 140 $K$. Um excesso em HC é identificado e modulado segundo as soma dos defeitos de Frenkel e Schottky, onde as LFMO24 e LFMO48 apresentaram menor e maior quantidade de defeitos, respectivamente. A contribuição da rede cristalina foi estipulada usando o Modelo de Thirring, com temperaturas de Debye da ordem do esperado para este tipo de material. Medidas de magnetização DC, AC e de histerese magnética confirmam a existência de comportamento ferromagnético fraco na temperatura ambiente em todas as LFMO's, nas amostras LFMO48 e LFMO96 ele é atribuído diretamente aos átomos de $Mn$, porém na LFMO24, amostra que apresentou maior valor de magnetização nesta temperatura, há um acréscimo proporcionado aos íons de $Fe$, apesar da espectroscopia M\"{o}ssbauer para o $^{57}Fe$, mostrar um dubleto. A parte real da susceptibilidade AC, $\chi_{AC}^{'}$, complementados por modelos teóricos diferentes, confirma uma fase do tipo \textit{cluster-glass}, gerada por aglomerados em certa faixa de temperatura nas LFMO's, por volta de 30 $K$, onde $\chi_{AC}^{'}$ mostra picos que variam com a frequência $f$. A forte presença da fase de Griffiths nas curvas $1/\chi_{AC}^{'}$ das LFMO48 e LFMO96 sugerem que esta fase é iniciada em 65 $K$, ocorrendo de forma diferenciada na LFMO24