Resumo O objetivo deste trabalho foi investigar as propriedades magnéticas e a dependência da condutividade elétrica com a temperatura associada ao modelo de barreiras de potencial entre os cristalitos. A cerâmica de espinélio de gálio e magnésio possui baixa coercividade magnética e alta resistividade elétrica. As amostras de MgGa2-xFexO4 (x= 0,01, 0,05, 0,15, 0,25, 0,35) foram preparadas pelo método de estado sólido e sinterizada a 800 °C durante 8 h. A análise de difração de raio X confirmou a formação de única fase com estrutura de espinélio cúbico compacto. As medições magnéticas mostraram que a magnetização de saturação e remanescência de todas as amostras aumentaram com a concentração de ferro. O campo coercitivo diminuiu até a concentração x= 0,15 e acima de x= 0,25 observou-se um aumento no campo coercivo. Através da caracterização eléctrica verificou-se que as amostras apresentaram comportamento isolante para x= 0,01 e acima de x= 0,15 observou-se um comportamento semicondutor compatível com o modelo de barreira de potencial entre cristalitos, ou seja, preenche a condição de L/2 > LD (tamanho de cristalito L em comparação com o comprimento de Debye) e a condução é limitada por barreiras de potencial entre os cristalitos.
Abstract The aim of this work was to investigate the magnetic properties and the electrical conductivity temperature dependence associated to the potential barrier between the crystallites model. Gallium and magnesium containing spinel ceramic has low magnetic coercivity and high electrical resistivity. MgGa2-xFexO4 samples (x= 0.01, 0.05, 0.15, 0.25, 0.35) were prepared by solid-state method and sintered at 800 °C for 8 h. X-ray diffraction analysis confirmed the formation of a single phase with compact cubic spinel structure. The magnetic measurements show that the saturation magnetization and remanence of all samples increased with increasing iron concentration. The coercive field decreased up to the concentration x= 0.15, and above x= 0.25 it was observed an increase in the coercive field. Through electrical characterization it was found that the samples presented highly insulating behavior for x= 0.01, and further increase in x above 0.15 gives a semiconductor behavior compatible with the potential barrier between the crystallites model, i.e. fulfills the condition L/2 > LD (crystallite size L in comparison with the Debye length LD), and the conduction is limited by potential barriers between the crystallites.