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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Comportamento dos fônons e magnetismo gerado por vacâncias em nanocristais de CeO2− dopado com Mn
Autor(es): Assis, Maria Suêd Macêdo
Data do documento: 2-Fev-2026
Orientador: Ferreira, Nilson dos Santos
Resumo: Investigamos a influência da dopagem em nanocristais de CeO2− com Mn por meio de análises estruturais, espectroscópicas e magnéticas. Os materiais foram sintetizados pelo método sol-gel assistido por ácido cítrico e caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de absorção de raios X (XANES), espectroscopia Raman e medições magnéticas. Os resultados do refinamento Rietveld, juntamente com o espectro Raman, confirmam a formação de fase única de CeO2− com uma estrutura cúbica do tipo fluorita. Esses resultados mostram que a adição de Mn modifica os parâmetros da rede, o tamanho dos cristalitos e a microdeformação de maneira não monotônica, revelando um equilíbrio entre a desordem local e o relaxamento da rede induzido por fônons e a formação de vacâncias. Os resultados do XANES revelam valência mista dos íons Mn como Mn3+ /Mn2+ , resultando em compensação de carga por meio da redução parcial de Ce4+ para Ce3+. As curvas ZFC/FC sugerem uma distribuição anisotrópica originária da Mn-vacância e mostram comportamento superparamagnético bloqueado em baixas temperaturas. O estudo identificou um regime antiferromagnético derivado de Dzyaloshinskii-Moriya (DM) influenciado por vacância de oxigênio. Esses resultados apresentam uma estrutura que quantifica a química de defeitos e o comportamento magnético em nanocristais de Ce1−xMnxO2− (0 ≤ x ≤ 0.09), destacando o papel das vacâncias de oxigênio e da desordem estrutural induzida por dopagem.
Abstract: We investigated the influence of doping CeO2 nanocrystals with Mn through structural, spectroscopic, and magnetic analyses. The materials were synthesized by the sol-gel method and characterized by X-ray diffraction, X-ray absorption spectroscopy (XANES), Raman spectroscopy, and magnetic measurements. The results of Rietveld refinement together with the Raman spectrum confirm the formation of a single phase of CeO2 with a fluorite-type cubic structure. These results show that Mn insertion modifies the lattice parameters, crystallite size, and microdeformation in a non-monotonic manner, revealing a balance between local disorder and lattice relaxation induced by phonons and vacancy formation. The XANES results reveal mixed valence of Mn ions as Mn3+ /Mn2+ , resulting in charge compensation through partial reduction of Ce4+ to Ce3+ . The ZFC/FC curves suggest an anisotropic distribution originating from Mn–vacancy and show blocked superparamagnetic behavior at low temperatures. The study identified an antiferromagnetic regime derived from Dzyaloshinskii-Moriya (DM) influenced by oxygen vacancies. These results present a framework that quantifies the defect chemistry and magnetic behavior in (Ce1−xMnxO2−, 0 ≤ x ≤ 0.09) nanocrystals, highlighting the role of oxygen vacancies and doping-induced structural disorder.
Palavras-chave: Nanocristais de CeO2−
Nanomagnetismo
Vacância de oxigênio
Confinamento de fônons
CeO2− nanocrystals
Nanomagnetism
Oxygen vacancy
Phonon confinement
área CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Agência de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Física
Citação: ASSIS, Maria Suêd Macêdo. Comportamento dos fônons e magnetismo gerado por vacâncias em nanocristais de CeO2− dopado com Mn. 2026. 84 f. Dissertação (Mestrado em Física) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/26046
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