Untitled - Materials Science Institute of Madrid - Consejo Superior de ...

1. Estudio estructural y de propiedades
eléctricas en óxidos de cationes con
pares libres
Se ha estudiado el mecanismo de transición ferroparaeléctrica
en la nueva fase tipo Aurivillius
Bi 1.75
Te 0.25
SrNb 1.75
Hf 0.25
O 9
, mediante medidas de espectroscopía
Raman y estudios hiperfinos de correlaciones
angulares perturbadas, deduciéndose la existencia de
un desorden estructural de Bi y Te en la capa [(Bi,
Te) 2
O 2
]. Los óxidos tipo Aurivillius Bi 2
VO 5.5
y Bi 2
VO 5.
se
han preparado en forma de compuestos nanocristalinos,
amorfos a los rayos X. Mediante aplicación de altas
presiones estos compuestos transitan de forma irreversible
a fases cristalinas, con un cambio de comportamiento
de aislante a conductor, siendo la conductividad
tanto más alta cuanto más elevada es la presión aplicada.
Se ha resuelto la estructura cristalina del óxido
Sb 1.82 As 0.18 Mo 10 O 31 , observándose que presenta un
esqueleto similar a de los bronces, en el que los cationes
Sb 3+ y As 3+ , junto con sus pares libres, se alojan en
túneles hexagonales. Medidas magnéticas confirman la
valencia mixta del Mo, mientras que medidas eléctricas
muestran un carácter semiconductor del compuesto.
1. Structure and electrical properties of
oxides with lone-pair cations
The mechanism of the ferro-paraelectric transition has
been studied in the new, Aurivillius-type phase
Bi 1.75
Te 0.25
SrNb 1.75
Hf 0.25
O 9
by means of Raman spectroscopy,
and hyperfine perturbed angular correlation,
from which structural Bi-Te disorder in the [(Bi, Te) 2
O 2
]
layer can be inferred. The Aurivillius-type oxides
Bi 2 VO 5.5 and Bi 2 VO 5 have been prepared as nanocrystalline
powders, amorphous to X-Rays. These samples irreversibly
transform into crystalline phases under highpressure
treatment, and become conductors, the electrical
conductivity being higher as the applied pressure
increases. The crystal structure of Sb 1.82 As 0.18 Mo 10 O 31 was
solved by single crystal XRD techniques, and is based
on a scaffolding similar to that found in Mo-bronzes,
with the Sb 3+ y As 3+ and their lone pairs accommodated
in the shaft of the hexagonal tunnels. Magnetic measurements
confirm the mixed valence of Mo in this phase,
and electrical conductivity measurements show its
semiconductor character.
1. R.E. Alonso, A.P. Ayala, A. Castro, J.J. Lima Silva, A. López-García, A.R. Paschoal, J. Phys.: Condens. Matter. 16, 4139-4148 (2004).
2. K.M. Freny Joy, T.K. Jaya Arun, N. Victor Jaya, A. Castro, Physica E 23, 188-192 (2004).
3. J.E. Iglesias, A. Castro, R. Enjalbert, J. Galy, Solid State Sci. 6, 799-808 (2004).
Proyectos: MAT2001-0561 y CAM 07N/0076/2002
2. Perovskitas de níquel, RNiO 3
Las perovskitas RNiO 3
, que contienen Ni trivalente y se
han de estabilizar a altas presiones de oxígeno, presentan
gran interés debido a las transiciones metal aislante
(MI) que experimentan. Se han podido crecer, por
primera vez, cristales de NdNiO 3 , a alta presión de oxígeno.
La reacción tiene lugar en cápsulas de Pt selladas,
en presencia de KClO 3 como agente oxidante. La elección
de hidróxidos de Ni y Nd como reactivos parece
crucial para favorecer el crecimiento cristalino [1]. Los
cristales ( de hasta 100 µm) tienen una transición metal
aislante a 191.2 K. También se han estudiado las propiedades
magnéticas a alta temperatura de RNiO 3
(R=
Gd, Y, Lu)[2]: en la fase metálica la susceptibilidad evoluciona
desde un comportamiento de Pauli a un comportamiento
Curie-Weiss a medida que el radio de la tierra
rara decrece. Por otro lado, se ha estudiado la
influencia de la presión externa en la transición metal
aislante de YNiO 3
[3] y EuNiO 3
[4]. YNiO 3
sufre una transición
estructural y electrónica brusca a 14 GPa, evolucionando
desde una simetría P21/n a Pbnm [3], mientras
que EuNiO 3 sufre una metalización a 5.8 GPa, que
se debe al incremento gradual de la anchura de banda
electrónica que induce un cierre del gap de transferencia
de carga [4].
2. Nickel perovskites, RNiO 3
RNiO 3
perovskites, which contain trivalent Ni and must
be stabilized under high pressures, show metal-insulator
(MI) transitions as a function of temperature and the
rare-earth size. Well shaped crystals of NdNiO 3
have
been grown for the first time under high pressure conditions,
in a belt press at 4GPa [1]. The reaction took
place in a sealed Pt capsule in the presence of KClO 3 as
oxidizing agent. The choice of hydroxides as reactants
is crucial to favour the crystal growth. We have also studied
the high temperature magnetic evolution of RNiO 3
(R= Gd, Y and Lu) [2]: in the metallic phase, the magnetism
evolves from a Pauli-like to a Curie-Weiss-like susceptibility
as the R 3+ size decreases. On the other hand,
we have investigated the MI transition under pressure
in YNiO 3
[3] and EuNiO 3
[4]. We have observed a sudden
electronic and structural P21/n to Pbnm transition in
YNiO3 at 14 GPa, indicating a melting of the charge
ordered state. EuNiO 3
undergoes a metallization at 5.8
GPa, while the structure remains unchanged up to 20
GPa. These results are explained in terms of a gradual
increase of the electronic bandwith with increasing
pressure, resulting in a closing of the charge transfer
gap [4].
1. Alonso, J.A., Martínez-Lope, M.J., Largeteau, A., Demazeau, G., J. Phys. Cond Matter 126, S1277 (2004).
2. Sánchez R.D., Causa M.T., Tovar M., Alonso J.A., Martínez-Lope M.J., J. Magn. Magn. Mat. 272-276, 390 (2004).
3. García-Muñoz J.L., Amboage M., Hanfland M., Alonso J.A., Martínez-Lope M.J., Mortimer R., Phys. Rev. B 69, 94106 (2004).
4. Lengsdorf, R, Barla, A, Alonso, J.A., Martínez-Lope M.J., Micklitz, H., Abd-Elmeguid, M.M. J. Phys. Cond. Matter, 16, 3355 (2004)
Proyectos: DGYCIT, Programa Sectorial de Promoción General del Conocimiento, MAT2001-0539.
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