Investigating ferromagnetism and charge order in Bi1-xSrxMnO3 (x<0.3) ceramic oxides

Abstract

[EN] The possible coexistence of ferromagnetism and charge/orbital order in Bi3/4Sr1/4MnO3 has been investigated. The manganite Bi0.75Sr0.25MnO3, with commensurate charge balance, undergoes an electronic transition at TCO~600 K that produces a longrange modulation with double periodicity along a and c axis, and unusual anisotropic evolution of the lattice parameters. The previously proposed ferromagnetic properties of this new ordered phase were studied by magnetometry and diffraction techniques. In zero field the magnetic structure is globally antiferromagnetic, ruling out the apparition of spontaneous ferromagnetism. However, the application of magnetic fields produces a continuous progressive canting of the moments, inducing a ferromagnetic phase even for relatively small fields (H<<1 T). Application of pulsed high fields produces a remarkable and reversible spin polarization (under 30 T, the ferromagnetic moment is ~3 μB/Mn, without any sign of charge order melting). The coexistence of ferromagnetism and charge order at low and very-high fields is a remarkable property of this system.

[ES] Se ha estudiado la coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga en óxidos cerámicos del tipo Bi1-xSrxMnO3 con x<<0.5. Bi0.75Sr0.25MnO3 (x =2/8) presenta una transición estructural y electrónica a TCO~600 K que da lugar a nueva fase de orden de carga con simetría promedio Ibmm y una supercelda que dobla los ejes a y c . BiMnO3 (multiferroico) es ferromagnético por debajo de TC=105 K. Se han utilizado técnicas magnéticas y de difracción para investigar si la persistencia de ferromagnetismo en las medidas magnéticas hasta x≤0.4 puede ser el resultado de una dilución progresiva de la fase ferromagnètica del compuesto monoclínico puro. La estructura magnética en Bi0.75Sr0.25MnO3 es globalmente antiferromagnètica, descartando la aparición de ferromagnetismo espontáneo. Sin embargo, la respuesta al campo magnético es inusual: se observa un canting continuado y progresivo de los momentos desde campos muy pequeños hasta la saturación ferromagnètica, sin signos de la fusión del orden de carga con campos de hasta 30 Teslas. La coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga es una propiedad remarcable de estos óxidos.