Oxygen-vacancy-induced local ferromagnetism as a driving mechanism in enhancing the magnetic response of ferrites

This work probes the relevance of oxygen vacancies in the formation of local ferromagnetic coupling between Fe ions at octahedral sites in zinc ferrites. This coupling gives rise to a ferrimagnetic ordering with the Curie temperatures above room temperature in an otherwise antiferromagnetic compound. This conclusion is based on experimental results from x-raymagnetic circular dichroismmeasurements at the Fe L2,3 edges and magnetization measurements performed on zinc ferrites, nanoparticles, and films, with different cation distributions and oxygen vacancy concentrations. Our observations are confirmed by density-functional-theory calculations and indicate that the enhanced ferrimagnetic response observed in some nominally nonmagnetic or antiferromagnetic ferrites can be taken as a further example of the defect-induced magnetism phenomenon. Fil: RodrÍguez Torres, Claudia Elena. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina Fil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina Fil: Mendoza Zélis, Pedro. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina Fil: Golmar, Federico. CIC Nanogune; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Pérez, Silvia Inés. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Sólido; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Nayak, Sanjeev K.. Martin Luther University Halle-Wittenberg; Alemania Fil: Adeagbo, Waheed A.. Martin Luther University Halle-Wittenberg; Alemania Fil: Hergebert, Wolfram. Martin Luther University Halle-Wittenberg; Alemania Fil: Hoffmann, Martin. Martin Luther University Halle-Wittenberg; Alemania. Institut Max Planck of Microstructure Physics; Alemania Fil: Ernst, Arthur. Institut Max Planck of Microstructure Physics; Alemania Fil: Esquinazi, P.. University of Leipzig; Alemania Fil: Stewart, Silvana Jacqueline. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina