Evolución de la distorsión de Jahn-Teller en los octaedros en la nueva serie de perovskitas YFe1-xCoxO3 (X=0,3, 0,5 y 0,7): Estudio estructural y magnético

FERNANDO POMIRO; DIEGO MAURICIO GIL; VIVIAN NASSIF; MARÍA INÉS GÓMEZ; JULIO GUIMPEL; RAÚL E. CARBONIO

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociación Argentina de Investigación fisicoquímica

El interés en las cobaltitas está asociado con las transiciones magnéticas y eléctricas que presentan, que están íntimamente relacionadas con los cambios en el estado de espín del Co3+. Todos los sistemas RCoO3 (R= La, Y, lantánidos) muestran un estado fundamental diamagnético característico para el Co3+ de bajo espín (LS) con S=0. La transición a un estado paramagnético está asociada con una excitación térmica y puede pasar a un estado de espín intermedio (IS) con S=1 (ión Jahn-Teller) o a un estado de alto espín (HS) con S=2 [1].Se sintetizó la nueva serie de perovskitas YFe1-xCoxO3 (x=0,3; 0,5 y 0,7) y se realizó un exhaustivo estudio de la estructura cristalina y magnética, haciendo hincapié en la evolución de las mismas con la temperatura (T). Dichos estudios fueron realizados mediante datos de difracción de neutrones de polvos (DNP) tomados a 2K, 100K, 200K, 350K y 500K y medidas de magnetización (M) vs. T a H=500Oe. En todos los casos la estructura cristalina es ortorrómbica con grupo espacial Pnma. Los compuestos YFe0,3Co0,7O3 y YFe0,5Co0,5O3 (los de mayor proporción de Co) muestran una relativamente alta distorsión del octaedro a 2K, que disminuye a medida que aumenta la T. Este comportamiento no se observa en la muestra YFe0,7Co0,3O3. Proponemos que esta distorsión a baja T en las dos muestras con mayor proporción de Co se debe al orden orbital característico del efecto Jahn-Teller del Co3+(IS). A medida que la T aumenta la excitación térmica va transicionando el Co3+ (IS) a Co3+ (HS) y la distorsión disminuye. Además, se han utilizado las distancias de enlace promedio del octaedro para estimar la cantidad de Co3+ (IS) y Co3+ (HS) que hay a cada T. Las medidas de M vs. T a 500 Oe muestran una separación de la curva ZFC-FC a T cercanas a la ambiente en todas las muestras. Esto es característico de compuestos antiferromagnéticos (AFM) canteados con alguna interacción anti-simétrica como la de Dzyaloshinskii-Moriya. La celda magnética fue refinada con una representación irreducible Gamma 2 para el grupo espacial Pnma en todos los casos y se ha logrado refinar el canting a lo largo del eje c.