Fosfatos y arseniatos de metales de transición con propiedades magnéticas inusualesvidrios de espin y fases inconmensurables en compuestos antiferromagnéticamente ordenados

Resumen

Los fosfatos y arseniatos de metales de transición de fórmulas Co2-xMx(OH)XO4 (M= Cu+2, Ni+2 y Mn+2; X= P y As; x= 0-2) y Co2(OH)(PO4)1-x(AsO4)x (x= 0-1), preparados mediante síntesis hidrotermal, han sido analizados mediante exhaustivos estudios magnéticos, completados con medidas de difracción de neutrones a distintas temperaturas y campos magnéticos. La sustitución de cationes con distinto espín [(Co2+, S= 3/2) por (Cu2+, S= 1/2), (Ni2+, S= 1) y (Mn+2, S= 5/2)] en la fase antiferromagnéticamente ordenada Co2(OH)PO4 favorece la coexistencia de ordenamientos magnéticos tipo vidrio de espín con ordenes de largo alcance en esta fase ordenada. El hidroxiarseniato de cobalto presenta un comportamiento 3D antiferromágnetico influenciable por el campo aplicado y una componente metamagnética a bajas temperaturas. La sustitución del anión PO43- por AsO43- en el compuesto Co2(OH)PO4 conduce al incremento de los ángulos de los orbitales magnéticos que favorecen la frustración magnética, dando lugar a fases inconmensurables antiferromagnéticamente ordenadas. Los momentos magnéticos de las fases inconmensurables Co2(OH)AsO4 y Co2(OH)(PO4)0.1(AsO4)0.9 se disponen perpendicularmente al eje c en una estructura sinusoidal modulada a lo largo del eje b que evoluciona a fases conmensurables a campos magnéticos superiores a 3 T. Los resultados obtenidos han permitido abrir nuevas líneas de investigación en el campo del magnetismo de fosfatos y arseniatos minerales con estructura tipo olivino.