Síntesis y análisis estructural de la ludwigita Co2InBO5

Abstract

Se reporta el estudio sobre la síntesis de la ludwigita de cobalto dopado con indio (Co2InBO5). El programa Match, aplicado al patrón DRX en polvo, determinó que el compuesto constó de dos fases: la fase I, ludwigita Co2InBO5 y fase II, la impureza óxido de indio In2O3. El refinamiento Rietveld aplicado al patrón de DRX en polvo determinó que el porcentaje en peso de la fase I fue de 98.18% y el porcentaje en peso de la fase II fue de 1.82%. La proporción atómica entre Co e In correspondió a Co/In=2/1, para una bondad del ajuste s = 1.64 y Chi2 ≅ 2.70. Con estos valores de ajuste, el contenido químico del compuesto experimental se ajustó a su contenido estequiométrico químico teórico. En la celda unitaria, los diferentes tipos de átomos ocuparon las posiciones de Wyckoff 2b, 2c, 4g y 4h. Átomos de igual tipo o de diferente tipo pueden ocupar la misma posición de Wyckoff, pero un grupo de ellos ocupan posiciones equivalentes formando una órbita cristalográfica. La posición refinada de cada uno de los diferentes tipos de átomos, en la celda unitaria, mostró que los iones B, Co e In, forman enlaces con oxígenos generando unidades estructurales en forma de triángulos (BO3) y en forma de octaedros (CoO6, InO6). Estas unidades estructurales forman subestructuras de baja dimensión tipo escaleras de tres patas 313, 424 y planos en forma de zigzag. Tanto, las escaleras de tres patas y los planos en forma de zigzag están formados por los octaedros (Co/In)O6, y se extienden a lo largo del eje cristalográfico c. Estas subestructuras son los responsables de sus extraordinarias propiedades físicas.

Keywords

• Ludwigita
• refinamiento Rietveld
• difracción de rayos X en polvo
• reacción de estado sólido
• celda unitaria