Desenvolvimento e caracterização estrutural de óxidos magnéticos diluídos a partir da matriz de TiO2

Os semicondutores dopados com metais de transição, semicondutores magnéticos diluído, SMDs, conjugam propriedades semicondutoras e magnéticas o que lhes conferem um grande potencial para aplicação em uma nova tecnologia denominada spintrônica. Dentro desse contexto, o dióxido de titânio, TiO2, foi sintetizado por meio do método Pechini. Na primeira etapa do trabalho foram realizados ensaios experimentais onde as condições e parâmetros do método Pechini foram variados com o objetivo de estudar a temperatura de formação das fases cristalinas anatásio e rutilo do TiO2 sem substituição. Após a identificação da temperatura de formação de cada fase desejada, foram incorporados íons Co(II) e Mn(II), nas concentrações molares de 3, 6, 9 e 12%, na matriz de TiO2 formando-se o sistema Ti1-xMTxO2 (MT = Co ou Mn). Foram realizados tratamentos térmicos próximos à temperatura de formação dos polimorfos do TiO2. A fase anatásio foi obtida com incorporação de íons Co(II) e Mn(II), ambos sem fases espúrias e para a fase rutilo foram incorporados íons Mn(II). Estes novos sistemas foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e espectroscopia vibracional de espalhamento Raman para identificação das fases cristalinas formadas e por absorção de raios X (XAS) para estudo da estrutura local do sistema Ti1-xMTxO2. Os resultados de XAS permitiram ainda inferir sobre a valência dos íons substituintes e o sítio de inserção dos mesmos na matriz de TiO2. A microestrutura e a distribuição dos íons também foram estudadas por meio de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS) e de transmissão (MET). Finalmente, foi realizado um estudo do comportamento magnético dos materiais obtidos em função da fase, quantidade de substituinte e temperatura. Observou-se um comportamento paramagnético para todas as composições obtidas.