Estudo do sistema de manganita bi-camada La2-2xSr2-yRuyO7 (x=0,34; 0,38 e y=0,0; 0,04; 0,08; 0,15) sob pressão e baixas temperaturas

Diversas investigações sobre os óxidos de manganês perovskita, especialmente em compostos bi-camada de La2-2xSr1+2xMn2O7, tem sido realizadas devido às suas características únicas de transporte de cargas e propriedades magnéticas. A manganita bi-camada tem um diagrama de fases bastante rico, que inclui uma fase ferromagnética com uma gama de densidades eletrônicas robustas. Esses comportamentos surgem através da forte competição entre carga, spin e interações de ordenamento orbital. Para descrever essas propriedades, estudamos os efeitos da pressão hidrostática e a substituição de Ru no transporte elétrico e sobre as propriedades magnéticas de La2-2xSr1+2xMn2-yRuyO7 (x = 0,34; 0,38 e y = 0,0; 0,04; 0,08; 0,15) até 25 kbar e em temperaturas de 4,2 K a 300 K. A investigação desses compostos sob pressão hidrostática permite o estudo do efeito da pressão externa, enquanto que a substituição de Ru permite compreender o efeito da pressão interna. Em pressão ambiente, o composto La1.32Sr1.68Mn2O7 (x = 0,34) apresenta uma transição ferromagnética para paramagnética (TC), acompanhada por uma transição metal-isolante (T1MI) em 118 K. O aumento da pressão provoca uma segunda transição metal-isolante (T2MI) em uma pressão crítica (6 ≤ PC ≤ 7 kbar). Com uma pressão ainda mais elevada, as transições de T1MI e T2MI mudam para altas temperaturas de forma contínua. Uma alta magneto-resistência negativa de cerca de 300 % foi observada em TC sobre o campo magnético de 5 T que é reduzida pela pressão. A substituição de Ru diminui TC e TMI significativamente. A magnetização em função do campo magnético aplicado apresenta um campo coercitivo e dá uma evidência para uma fase magnética mista no composto altamente dopado. A razão da magneto-resistência diminui gradualmente com o aumento da substituição de Ru. Entretanto, a transição de TC em 130 K foi observada para o composto La1.24Sr1.76Mn2O7 (x = 0,38). O aumento da pressão hidrostática muda TC para valores maiores de temperatura e reforça a razão da magneto-resistência. Mostramos que a pressão hidrostática aumenta o ferromagnetismo e a metalicidade no composto de x = 0,38. A substituição de Ru no sistema de iii La1.24Sr1.76Mn2-yRuyO7 também aumenta TC e reforça a magneto-resistência. Como resultado, o aumento da substituição de Ru também introduz um campo coercitivo, o qual era nulo para o composto principal. A partir de nossos resultados experimentais, construímos diagramas de fase de pressão para os sistemas de La1.32Sr1.68Mn2O e La1.24Sr1.76Mn2O7.