Absorción de rayos-X de SmNiO3 en los umbrales K-Ni y L3-Sm en función de temperatura y alta presión hidrostática

NESTOR E. MASSA; ALINE Y. RAMOS; HELIO C. N. TOLENTINO; NARCIZO M. SOUZA-NETO; JAIRO FONSECA, JR.; JOSE A. ALONSO

La Plata

Congreso; VI Reunión Nacional Sólidos 2015; 2015

Comite Ad-hoc

La principal consecuencia de aplicar presión cuasi-hidrostática P a un sólido es la reducción de las distancias interatómicas, el acortamiento progresivo de los enlaces, y la modificación de ángulos de superintercambio M-O-M. El cambio de presión como variable termodinámica externa es una herramienta única para sondear la relación entre distorsiones estructurales de la subred y las propiedades electrónicas. Los incrementos en hibridación en perovskitas distorsionadas eventualmente dan lugar al estado metálico como consecuencia de la superposición de la banda de valencia y la de conducción.SmNiO3 es un miembro de la familia de compuestos RNiO3 (R= Tierra Rara≠ La) en la que a pesar de ser no dopados tiene lugar una súbita transición aislador-metal activada por temperatura. La transición a TIM de metálico ortorrómbico, a más altas temperaturas, a una fase aisladora está caracterizada por la desproporcionalización de carga (2Ni3+→Ni3+ δ+Ni3- δ) en la fase monoclínico de más bajas temperaturas. Esto es consecuencia de la variación del enlace Ni-O y la simultánea disminución del ángulo de Ni- O- Ni. SmNiO3, TIM~ 400 K, también tiene una fase intermedia paramagnética aisladora y se ordena antiferromagnéticamente por debajo de TN~ 205 K.Todos los compuestos RNiO3 (R = Tierra Rara≠ La) comparten la pendiente negativa, -TMI/dP, del cambio de TIM con la presión aplicada. Aquí presentamos XANES y mediciones EXAFS en los umbrales K-Ni y L3-Sm de SmNiO3 de 20 K a 600 K y hasta 38 GPa. Estas medidas se llevaron a cabo en la línea de luz dispersiva D06A-DXAS en el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón, Campinas, Brasil El aumento de la presión induce incrementos en Ni -O ?Ni creando un entorno de octaedros Ni3+ más simétricos correspondientes al grupo espacial romboédrico R3c al cual pertenece metálico LaNiO3 .Una cola pre-umbral de componente múltiple se identifica con transiciones 1s a estados 3d- 4p mientras que un hombro pos-umbral incrementa su intensidad como consecuencia de la disminución de la interacción electrón-fonón al aumentar la superposición de orbitales Ni-3d y O-2p. El máximo de la energía de la línea blanca de Ni-K en función de la presión a 300 K tiene una discontinuidad abrupta a ~3.1 GPa, la presión de la transición metal-aislador a temperatura ambiente, Asignamos esta anomalía al cambio de valencia de sitios Ni no resueltos, con Ni3+δ y Ni3-δ en la distorsión monoclínica, mutando a TMI en Ni3+ de la perovskita ortorrómbica en la fase metálica Pbnm. A 20 K, si bien todavía detectable, la discontinuidad tiene una evolución más suave debido a la localización electrónica. Por otro lado la contracción de los enlaces inducida por la presión 300 K y 20 K muestra quiebres en su pendiente monotónica a presiones en las cuales tienen lugar los cambios estructurales, El umbral L3-Sm no tiene variantes distintivas, ya sea a 300 K ó 20 K y hasta aproximadamente 35 GPa pero el acortamiento de los enlaces del poliedro dentro del cual yace la tierra rara sufre profundas distorsiones a presiones intermedias