Estudio de las estructuras cristalinas y magnéticas de las cobaltitas

AURELIO, G.

Posadas, Misiones

Encuentro; V Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2009

Asociación Argentina de Cristalografía

La familia de compuestos RBaCo2O5+d (donde R  es una tierra rara) ofrece un campo de estudio muy atractivo debido a la gran diversidad de  propiedades físicas que presenta: transiciones metal-aislante,  orden de vacancias, ferromagnetismo, ferrimagnetismo, orden de estado de spin, orden de carga y orbital, coexistencia de fases, etc., factibles de ser controladas sólo con un adecuado entendimiento del sistema. Su estructura cristalina es la de una perovskita con diferentes secuencias de apilamiento catiónico, lo cual da lugar a una variedad de superestructuras. Como estos compuestos admiten un amplio intervalo de no-estequiometría de oxígeno, 0 ≤ d ≤ 1, es posible sintonizar el estado de valencia de los iones Co (Co2+, Co3+ y Co4+). Hay otros muchos parámetros que influyen en las propiedades de esta familia de compuestos: la no-estequiometría de oxígeno, el tamaño del catión R, el ordenamiento de vacancias, la temperatura, etc. Durante los últimos cinco años se han investigado intensivamente estos sistemas, revelándose su riqueza y complejidad. Presentaremos en este trabajo algunos resultados obtenidos recientemente en nuestro grupo, relacionados con un estudio sobre el rol del desorden catiónico en las cobaltitas YBaCo2O5+d al sustituir una fracción de cationes de Ba con otros elementos, como Sr y Ca.  El objetivo del trabajo consiste en la caracterización de las propiedades magnéticas y de transporte, y fundamentalmente con su relación con los aspectos estructurales. En particular, se ha realizado un estudio estructural muy detallado basado en técnicas de difracción de neutrones. Los experimentos se condujeron en el Institut Laue-Langevin de Grenoble, Francia, sobre muestras de cobaltitas YBa1-xSrxCo2O5+d e YBa1-xCaxCo2O5+d sintetizadas en el Lab. de Resonancias Magnéticas del Centro Atómico Bariloche. Se obtuvieron datos de difracción de alta resolución para composiciones y temperaturas seleccionadas, así como también datos de termodifracción de alta y baja temperatura (20 K ≤ T ≤ 550 K), que permitieron un análisis de la secuencia de transiciones tanto estructurales como de ordenamiento magnético, y su correlación con las propiedades físicas observadas: magnetización, resistividad, poder termoeléctrico, etc. Además, el tratamiento térmico realizado in-situ en el difractómetro permitió realizar un seguimiento de la no-estequiometría de oxígeno y su influencia en la estructura y el orden magnético.  Se presentarán los resultados de una primera exploración del diagrama de fases en composición y temperatura, mostrando un escenario de coexistencia de fases no sólo estructurales sino también magnéticas y señalando posibles caminos hacia la obtención de muestras monofásicas en las cuales aislar o subrayar los diferentes comportamientos de interés.