Synthesis and study of structural, magnetic, electrical and magnetocaloric properties of perovskite-type mixed oxides

Elaboration et étude des propriétés structurales, magnétiques, électriques et magnétocaloriques d’oxydes mixtes type Pérovskites

Mohamed Baazaoui (1)

1 LMGP - Laboratoire des matériaux et du génie physique

Manganites of formula La0.67Ba0.33Mn1-xFexO3 and Pr0.67Ba0.33Mn1-xFexO3 were synthesizedby ceramic route and their structural and physical properties were studied. The samples exhibit aparamagnetic-ferromagnetic transition for Fe rate £ 10% (resp. 5%) for the La (resp. Pr) series,while a typical behavior of spin glass is observed beyond this rate. This ferromagneticparamagnetictransition is associated to a metallic-semiconductor transition and a semiconductorbehavior throughout the whole temperature range is observed when there is no ferromagnetictransition. The physical properties can be interpreted by the double exchange mechanism whichweakens for increasing rates of substitution. The metallic conduction is due to electron scattering(by phonon and grain boundaries), while the semiconductor character is due to the presence ofpolarons.Magnetocaloric study for Pr0.67Ba0.33MnO3, Pr0.67Ba0.33Mn0.95Fe0.05O3, La0.67Ba0.33MnO3 andLa0.67Ba0.3Mn0.95Fe0.05O3 shows that our materials are promising to be used in magneticrefrigeration technology.

Des manganites de formule La0.67Ba0.33Mn1-xFexO3 et Pr0.67Ba0.33Mn1-xFexO3 ont étésynthétisés par voie céramique et leurs propriétés structurales et physiques ont été étudiées. Leséchantillons présentent une transition paramagnétique-ferromagnétique pour un taux de Fe £ 10%(resp. 5%) pour la série de La (resp. Pr) alors qu’un comportement type verre de spin est observéau delà de ces taux. Une transition métal-semiconducteur est associée aux transitionsferromagnétiques et un comportement semiconducteur sur toute la gamme de température estobservé lorsqu’il n’y a pas de transition ferromagnétique. Les propriétés physiques peuvents’interpréter par le mécanisme de double échange qui s’affaiblit pour des taux croissants desubstitution. La conduction métallique est due à la diffusion des électrons (par les phonons et lesjoints des grains) alors que le caractère semiconducteur est dû à la présence de polarons.L’étude magnétocalorique sur Pr0.67Ba0.33MnO3, Pr0.67Ba0.33Mn0.95Fe0.05O3, La0.67Ba0.33MnO3et La0.67Ba0.3Mn0.95Fe0.05O3 montre que nos matériaux sont prometteurs pour être utilisés dans latechnologie de la réfrigération magnétique.

Mots clés: Perovskite; Magnetic properties; Electrical properties; Conduction mechanism; Magnetocaloric properties

Mots clés: Propriétés magnétiques; Propriétés électriques; Mécanisme de conduction; Propriétés magnétocaloriques

Domaines: Matériaux; Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]

Mohamed Baazaoui. Elaboration et étude des propriétés structurales, magnétiques, électriques et magnétocaloriques d’oxydes mixtes type Pérovskites. Matériaux. Université de Grenoble, 2012. Français. ⟨NNT : 2012GRENI106⟩. ⟨tel-01680813v1⟩