Tioespinela AIn2S4 (A= Mn - Ni): Nuevo método de síntesis y caracterización estructural por difracción de rayos X de polvos y RAMAN

J. P. BOLLETTA; J. M. DE PAOLI

Córdoba

Congreso; I Reunión Latinoamericana de Cristalografía y IX Reunión Anual de la AACr; 2013

AACr

Los calcogenuros mixtos con estructura cristalina tipo Espinela han sido sintetizados en los últimos 60 años principalmente en forma de monocristales, con metodologías de obtención complejas y de hasta meses de duración. Esos sistemas son interesantes debido a los cambios que se observan en las interacciones entre cationes y el grado de covalencia de los enlaces respecto de estructuras similares con aniones óxido. En el caso particular de Espinelas con fórmula AIn2S4 (A= Mn-Ni), se puede observar un comportamiento de semiconducción con band gap alto (~2,0 eV) e interacciones antiferromagnéticas a bajas temperaturas (debajo de 100 K) [1]. Sin embargo, estas propiedades son fuertemente dependientes de la morfología y del método de síntesis para muestras policristalinas, y, en el caso particular de las Espinelas, del grado de inversión obtenido [2]. Las Tioespinelas AIn2S4 (A= Mn-Ni) han sido sintetizadas a partir de mezclas estequiométricas de los correspondientes sulfuros binarios, utilizando una atmósfera de H2 al 1 % en Ar a una temperatura de 800° C por un único periodo de entre 6 y 24 h de tratamiento térmico. Por datos de difracción de rayos X de polvos convencionales, se obtuvo que las muestras alcanzaron un 98 % de pureza, en los casos que A= Mn y Fe. Además, se pudo refinar sus estructuras cristalinas por medio de análisis Rietveld, encontrando para cada muestra un sistema cristalino cúbico Fd-3m característico de estructuras tipo Espinela, pero con diferentes grados de inversión (γ). Para el caso de A= Mn, γ es igual a 33 %, mientras que para A= Fe es igual a 96 %. Estos valores de γ fueron confirmados por datos de espectroscopía RAMAN [3]. Se presentará un análisis detallado de los datos cristalográficos obtenidos y su importancia en las propiedades intrínsecas esperadas. [1] N. Niftiev et al., Semiconductors 43 1407 (2009). [2] Shuijin Lei et al., Eur. J. Inorg. Chem. 2406 (2006). [3] M. Guc et al., Materials Chemistry and Physics 136 883 (2012).