Efecto de Nd3+ sobre las propiedades magnéticas y dieléctricas de Bi0.8Y3Fe5O12

Resumen

La ferrita de hierro-ytrio Y₃Fe5O₁₂ (YIG) es un cerámico ferrimagnético con una magnetización de saturación alrededor de 26 emu/g, cuyas propiedades la hacen útil en aplicaciones de microondas. El YIG presenta bajas pérdidas dieléctricas (tan ó) y alta permitividad relativa o constante dieléctrica (Er). La introducción de Bi³⁺ en el YIG modifica las propiedades magnéticas y disminuye la temperatura de sinterización, mientras que la incorporación de Nd³⁺ incrementa la temperatura de Curie y tan ó, siendo interesante el estudio del efecto combinado de la doble sustitución. En este trabajo se prepararon mezclas estequiométricas de polvos de Y₂O₃, Nd₂O₃, Bi₂O₃ y Fe₂O₃ para obtener Nd_xBi_0.8Y_2.2-xFe₅O₁₂ (O <=  x <= 1.5, Dx=0.3); se evaluó el efecto del dopaje sobre las propiedades magnéticas y dieléctricas. La síntesis se realizó mediante molienda de alta energía, los polvos resultantes fueron compactados uniaxialmente, aplicando 900 MPa y sinterizados hasta 900°C durante 6 horas. Mediante Difracción de rayos X (DRX) se confirmó la introducción de iones de Bi³⁺ y Nd³⁺ en la estructura cristalina para x <= 1.2, y para mayores niveles de sustitución, se formó YFeO₃. Los resultados de magnetometría de muestra vibrante (MMV) muestran disminución en los valores de magnetización de saturación (Ms) y coercitividad (Hc); hasta ~23 emu/g y 33 Oe respectivamente. Adicionalmente, en el intervalo de frecuencias de 50 Hz hasta 5 MHz, los valores de permitividad relativa (Er) van cambiando de 33.5 a 1.4 con pérdidas dieléctricas (tan ó) en el rango O.9-0.003, presentando disminución conforme incrementa la frecuencia.