Síntesis y caracterización de semiconductores magnéticamente diluidos con base en óxido de estaño

Abstract

En este trabajo se sintetizó nanopartículas de óxido de estaño en sus fases casiterita (SnO2) y romarchita (SnO), dopadas a porcentajes de 5% 8% y 10% en moles de hierro con el fin de atribuirle propiedades magnéticas a este oxido. Los polvos se sintetizaron mediante el método de precipitación controlada, para ello se utilizó como precursor de estaño el cloruro estañoso y precursor de hierro el sulfato ferroso; para favorecer las fases se utilizaron diferentes solventes, para la fase casiterita una mezcla de agua-etanol y para la fase romarchita, ácido acético, con el fin de eliminar los sulfatos y cloruros que poseen los precursores utilizados, se realizó una serie de lavados para estas muestras, en una solución de 0.1 M de dietilamina, también se estudió el efecto del rotaevaporador para decantar el solvente en la síntesis. Los polvos sintetizados se caracterizaron utilizando difracción de rayos X (DRX), espectroscopias vibracionales, infrarroja y Raman, y microscopia electrónica de transmisión (MET). Se encontró que al utilizar como solvente de síntesis el ácido acético, los óxidos obtenidos encontraban como principal fase cristalina (SnO), romarchita, con un pequeño porcentaje de (SnO2) casiterita. Las bandas características de la romarchita utilizando espectroscopia Raman, se encuentran a 120cm-1, A1g y 210 cm-1, Eg y para la casiterita en 650cm-1 A1g, a 770 cm-1 B2g y a 470 cm-1 Eg. El tamaño de partícula para los polvos sintetizados fue menor que 20nm El comportamiento magnético de las soluciones solidas de SnOx-Fe se estudió utilizando medidas de susceptibilidad magnética en función de temperatura, curvas de magnetización y curvas de histéresis a diferentes temperaturas. Los resultados indican que el Fe se incorporó en la estructura de los óxidos, conformándose las soluciones sólidas. Las curvas de histéresis obtenidas, a 5K, mostraron que los sistemas SnOx-Fe presentaron un campo coercitivo y una magnetización remanente.