Propiedades estructurales del fósforo La1-xTaO4: Eu3+x: avances experimentales y teóricos

GUSTAVO D. BELLETTI; ADRIÁN G. DEMONTE; SILVIA A. ALCONCHEL

Buenos Aires

Congreso; XIV Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2018

Asociación Argentina de Cristalografía

Los tantalatos de tierrasraras son materiales de gran interés por sus potencialesaplicaciones. Particularmente, el ortotantalato de lantano en suforma ortorrómbica de baja temperatura (Pbca)se ha propuesto como una excelente red huésped para el emisor de luzroja Eu3+[1].Más recientemente, las soluciones sólidas sintetizadas con Gd3+(≤18% mol) y Nd3+(≤40 % mol) en la variante monoclínica (P21/c)de LaTaO4,han encontrado aplicación como nuevos agentes de contrasteradiopacos (RCA) y como ferroeléctricos ?topológicos?,respectivamente. Unadiferencia aparente entre los iones Gd3+y Nd3+es el rol asignado a este último como estabilizador de la fasemonoclínica [2],al incorporarse en el polimorfo ortorrómbico de alta temperatura(Cmc21)de LaTaO4.En un trabajo previo [3],ya se detalló una estrategia de síntesis por vía húmeda queestabiliza a temperatura ambiente esta última fase de LaTaO4.La misma consistió en la combinación de soluciones acuosas establesde La (III), Ta (V), alcohol polivinílico (PVA) y sacarosa,seguido de la evaporación del solvente y posterior calcinación delsólido resultante. A modo de continuación, en este trabajo seextiende la aplicación del mismo procedimiento de síntesis paraobtener el fósforo La1-xTaO4:Eu3+x(x = 0,01-0,65) y estudiar sus propiedades estructurales condifracción de rayos X (XRD) y cálculos de primeros principios. Elion activador Eu3+se incorporó a la mezcla de soluciones como nitrato de europio ytodos los sólidos se calcinaron a 900 ºC. Los cálculos de primerosprincipios se basaron en la teoría del funcional de densidad (DFT) yfueron desarrollados con el programa (VASP).Los resultados de XRDrevelaron una posible distorsión de la forma ortorrómbica de altatemperatura deLaTaO4a muy bajas concentraciones de Eu3+(x = 0,01). Dicha distorsión se acentuó con el aumento delcontenido de Eu3+y persistió claramente hasta x ~ 0,35;no descartándose la presencia del polimorfo monoclínico de LaTaO4.A partir de x = 0,45 se detectó la forma monoclínica(I2/a)de EuTaO4,siendo la fase dominante en x = 0,65. El análisis teóricoenergético y estructural de las tres variantes polimórficas deLaTaO4indicó una mayor estabilidad para la fase monoclínica en el rangode x = 0 - 0,75, notándose leves diferencias respecto a la formaortorrómbica de alta temperatura. Por otra parte, al estudiar laenergética del óxido monoclínico EuTaO4y el efecto de sustituir Eu3+por La3+se evidenció una mayor estabilidad de esta fase a partir de x ~0,30.Es así que el análisisteórico permitió explicar la tendencia de los resultadosexperimentales al incorporar Eu3+en LaTaO4.Sin embargo, la estabilización de la forma ortorrómbica de altatemperatura para x = 0 estaría asociada a una restricciónsuperficial inducida por granos de tamaño pequeño, típica delmétodo de síntesis. De este modo, se resalta el valor de laintegración experimental-teórico en el estudio estructural delfósforo La1‑xTaO4: Eu3+x,que cuenta con escasos antecendentes previos.[1]G. Bleier, M. Nyman, L. Rohwer, M. Rodríguez, J. Solid State Chem.184 (2011) 3221-3227.[2]K. Cordrey, M. Stanczyk, C. Dixon, K. Knight, J. Gardner, F.Morrison, P. Lightfoot, Dalton Trans. 44(2015)10673-10680.[3]A. Aguiar, A. Pérez, S. Alconchel, Libro de Resúmenes Extendidos dela XI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía,La Plata, Argentina, 2016, p.25.p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 0); line-height: 115%; }p.western { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; }p.cjk { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; }p.ctl { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; }a:visited { color: rgb(128, 0, 128); }a.western:visited { }a.cjk:visited { }a.ctl:visited { }a:link { color: rgb(0, 0, 255); }