Efecto de la relación Mn3+/Mn4+ en las propiedades estructurales y eléctricas de NiMn2O4 en presencia de NiO.

LESCANO, G.; FRECHERO M. A.; MORAN, E.; SCHMIDT,R.; SAGUA, A.

Bariloche

Congreso; VII Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2011

Centro Atómico Bariloche

Las espinelas de niquel, NiMn2O4, son materiales tecnológicamente importantes desde un punto de vista de sus propiedades eléctricas, ya que las convierten en un material útil para la fabricación de termistores. En estos compuestos la conducción eléctrica se ha descrito en base a un mecanismo de pequeño polarón entre los iones Mn3+y Mn4+.  (1) En este trabajo evaluamos y comparamos la respuesta eléctrica por medio de la espectroscopia dieléctrica de la espinela obtenida según dos caminos de síntesis: combustión y coprecipitación de hidróxidos. Dado que ambos conducen a una espinela en la que se encuentra una segunda fase minoritaria de óxido de níquel en distinta concentración, perseguimos evaluar su influencia tanto en la estructura como también en la respuesta eléctrica, desde el punto de vista de cómo la formación de los pares responsables de la conductividad electrónica (Mn+4/Mn+3), se vea afectado por esta segunda fase. Observamos, tal como es ampliamente conocido en la literatura de estos materiales, que la conductividad sigue una ley tipo Arrhenius en el rango de temperaturas de trabajo: 30-300ºC. De éstas obtuvimos las correspondientes energías de activación para el proceso de conducción. Para indagar en esta dirección analizamos en forma comparativa los patrones de difracción de rayos X de ambos lotes de síntesis y a la luz del modelo de Austin–Mott, (2) donde la conductividad está dada por el denominado “small polaron hopping” o salto del pequeño polaron, comparamos los factores pre-exponenciales de la ecuación:     Donde  exp(-2αR) en este modelo, considera la distancia entre los sitios donde el salto tiene lugar. 1.- Macklen, E.D., Thermistors, Electrochemical Publications, Glasgow, 1979. 2.- I.G. Austin & N.F. Mott Polarons in crystalline and non-crystalline materials, Advances in Physics, 1969,18:71, 41-102