Ingeniería de entropía y orden magnético sintonizable en el óxido de alta entropía de spinel

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• El magnetismo

Sus antecedentes:

• Los óxidos de espinel son cruciales para comprender los óxidos de alta entropía (HEO).
• La entropía de configuración, la selectividad del sitio y el magnetismo interactúan en las OES.
• La investigación de las propiedades magnéticas en sistemas complejos de óxidos es esencial.

Objetivo del estudio:

• Para caracterizar las propiedades magnéticas del spinel (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 3O4.
• Para estudiar el efecto de la sustitución de galio no magnético en el magnetismo.
• Para correlacionar la afinidad magnética con la selectividad del sitio catiónico y la entropía.

Principales métodos:

• Mediciones de la susceptibilidad magnética.
• La difracción de neutrones en polvo.
• Absorción de rayos X y espectroscopia de dicroísmo magnético circular.

Principales resultados:

• El orden ferrimagnético en el spinel HEO es robusto hasta un 40% de sustitución de Ga.
• La sustitución de galio ajusta significativamente la temperatura, los momentos y la dureza magnética.
• Se observó una fuerte selectividad del sitio, con redistribución de las ocupaciones de Mn, Co y Fe; Mn se adapta a la reducción de la valencia.

Conclusiones:

• La sustitución de galio ofrece un control preciso de las propiedades magnéticas en los HEO de espinela.
• La selectividad del sitio influye en la entropía configuracional, con potencial para una mayor estabilización.
• Los óxidos de espinel proporcionan una plataforma ajustable para la ingeniería de entropía de regímenes de baja a alta entropía.