Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2001)
Estructura cristalina y propiedades eléctricas de soluciones sólidas YCu<sub>x</sub>Mn<sub>1-x</sub>O<sub>3</sub>
Abstract
Solid solutions belonging to the Mn-rich region of the YCuxMn1-xO3 system have been studied. The powders were prepared by solid-state reaction between the corresponding oxides. Sintered ceramics were obtained by firing at 1100−1200 ºC. The incorporation of 30 atomic % Cu to the yttrium manganite induces the formation of a perovskite-type phase, with orthorhombic symmetry. Increase of the Cu amount do not appreciably affects the orthorhombicity factor b/a, up to an amount of 50 atomic % Cu. Above this Cu amount, a multiphase system has been observed, with the presence of unreacted Y2O3,YMnO3, Cu2Y2O5 and, the perovskite phase. DC electrical conductivity measurements have shown a semiconducting behavior for all the solid solutions with perovskite-type structure. The room temperature conductivity increases with Cu until ~33 atomic % Cu, and then decreases. Small polaron hopping mechanism, between Mn3+ and Mn4+ cations, controls the conductivity in these ceramics. Results are discussed as a function of the Mn3+/Mn4+ ratio for each composition.Se han estudiado las soluciones sólidas en el sistema YCuxMn1-xO3, entre 0 y 60 % At. Cu. Los compuestos fueron preparados por reacción en estado sólido de los óxidos correspondientes. Los materiales cerámicos fueron sinterizados entre 1100 y 1300ºC. Con la incorporación a la manganita de itrio (YMnO3) de cantidades superiores a 30 % At. Cu, se produce la formación de una fase con estructura perovskita y simetría ortorrómbica. El aumento del contenido de Cu hasta una cantidad de 50 % At., no afecta apreciablemente el factor de ortorrombicidad b/a. Para cantidades superiores a 50 % At. Cu se obtiene un sistema multifásico, observándose Y2O3,YMnO3, Cu2Y2O5 además de la estructura perovskita. Las soluciones sólidas con estructura perovskita muestran un comportamiento eléctrico de material semiconductor, con valores de conductividad (σ) que aumentan con el contenido de Cu hasta ~33 % At. Cu (x=0.33), para luego decrecer hasta x = 0.5. La conductividad en estos materiales cerámicos está controlada por el mecanismo de salto activado de pequeño polarón. Los resultados se discuten en función de la razón Mn3+/Mn4+ para cada composición.
