Estudio estructural de compuestos LaSr3(FexCoyGa1-x-y)3O10-d por difracción de neutrones

JESUS VEGA CASTILLO; G. CUELLO; F. PRADO

La Plata

Congreso; XI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2015

Asociación Argentina de Cristalografía

Los óxidos tipo Ruddlesden-Popper (RP) An+1BnO3n+1 son apilamientos que alternan n capas perovskita (ABO3) con una capa tipo sal de roca (AO). Al tener una amplia concentración de defectos de oxígeno muchos de estos compuestos presentan conducción mixta iónica y electrónica, por lo que se estudian como posibles materiales de electrodo para Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFCs). En particular los óxidos de RP con n=3, LaSr3(FeyCo1-y)3O10- (0≤ y ≤ 0.5) presentan simetría tetragonal (G.S: I 4/mmm) [1] y su rendimiento como cátodo de celdas SOFC es comparable a algunos compuestos perovskita [2]. En trabajos previos se ha reportado la incorporación de Ga3+ en el sitio B formando la solución sólida LaSr3(GaxFeyCo1-x-y)3O10- [3]. El reemplazo de (Fe/Co)+3/+4 por Ga3+ cuyo estado de oxidación es constante induce un incremento de la concentración de vacancias de oxígeno causando una distorsión ortorrómbica (G.S. Fmmm) en su estructura cristalina [3]. Esta misma distorsión ortorrómbica ha sido observada en muestras tratadas térmicamente en atmósferas reducidas. Con el objeto de determinar las variables que inducen esta transformación estructural se realizaron medidas de Difracción de Neutrones (NPD) a temperatura ambiente en muestras policristalinas pertenecientes al sistema LaSr3(GaxFeyCo1-x-y)3O10- con distintos valores de  x e y. Los difractogramas fueron refinados usando primero el método de La Bail y luego el método de Rietveld. Con este análisis se pudo determinar la distribución de defectos de oxígeno en la estructura cristalina de estos materiales y su dependencia con el contenido de Ga y Co. También se compararon distintos modelos cristalográficos para muestras con simetrías tetragonal u ortorrómbica con el fin de determinar el modelo más apropiado para cada composición estudiada. A partir de los resultados obtenidos se discute la evolución de las distintos parámetros de la estructura cristalina con la composición química durante la transformación estructural. [1] F. Prado, et al., Solid State Ionics. 270 (2015) 54?60. [2] K. T. Lee, A. Manthiram, Chem. Mater. 18 (2006) 1621-1626.[3] F. Prado, et al., J Mater. Chem. 12 (2002) 1-7.