Estabilización de fase β-BiFeO3 mediante Sr2+ a temperatura ambiente y su efecto en las propiedades multiferroicas.

Resumen

La ferrita de bismuto a temperatura ambiente presenta una estructura cristalina romboedral, con grupo espacial R3c (α-BiFeO₃). Dicha fase presenta un comportamiento multiferroico: antiferromagnetismo y ferroelectricidad; presenta dos temperaturas de transición, la primera es de segundo orden a 370 ºC, y la segunda, de primer orden, a 825 ºC, asociada al cambio de fase de α-BiFeO₃ a β-BiFeO₃. El cambio de fase viene acompañado de una disminución de los parámetros de red y cambios en las posiciones atómicas, que al modificarse se esperan cambios significativos en sus órdenes ferromagnéticos y ferroeléctricos en referencia de su fase a. En este trabajo se estabilizó β-BiFeO3 a temperatura ambiente con Sr²⁺ a partir de mezclas estequiométricas de Bi2O₃, Fe₂O₃ y SrO, sometidas a molienda de alta energía y tratamiento térmico a 650 °C durante 2 h, los polvos obtenidos se prensaron a 900 MPa y sinterizaron a 800 ºC. Los compactos obtenidos se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), magnetometría de muestra vibrante (MMV) y espectroscopia dieléctrica de banda ancha. Con DRX se corrobora la presencia de β-BiFeO3. El incremento de concentración de estroncio inhibe la aparición de fases secundarias, problema recurrente en la síntesis de α-BiFeO₃. El incremento de concentración de estroncio mejora el comportamiento magnético de las muestras. Se observó una disminución en valores de constante dieléctrica atribuida a la conductividad inducida por el fenómeno de valencias mixtas de Fe²⁺ y Fe³⁺, así como Bi³⁺ por Sr²⁺.