Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2010)

Crystalline behaviour and electrical properties of manganese perovskites substituted on A or B sites: ErMnO<sub>3</sub> modified by Ca and EuMnO<sub>3</sub> modified by Co

  • Tartaj, J.,
  • Moure, A.,
  • Peña, O.,
  • Moure, C.

Journal volume & issue
Vol. 49, no. 3
pp. 183 – 188

Abstract

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The structural and electrical features of the manganites solid solutions (Er,Ca)MnO<sub>3</sub> and Eu(Co,Mn)O<sub>3</sub>, have been studied by X-ray diffraction and conductivity measurements. Powders were prepared by solid-state reaction between the component oxides and Calcium carbonate. Incorporation of Co<sup>2+</sup> on the lattice in the B sites or the Ca<sup>2+</sup> on the A sites leads to changes in the parameters and symmetry of the perovskite compound EuMnO<sub>3</sub> and hexagonal ErMnO<sub>3</sub> respectively. The phase transition depends on the amount of substituted Jahn-Teller Mn<sup>3+</sup> cations. Solid solutions based on Eu(Mn,Co)O<sub>3</sub> perovskite compound change from O’-type to O-type orthorhombic perovskite symmetry when the Mn<sup>3+</sup> cation amount decreases, because of the progressive substitution by Co. This transition occurs for an amount of Co<sup>2+</sup> as low as ~10 at% Co<sup>2+</sup> cation. The (Er,Ca)MnO<sub>3</sub> based solid solutions showed a different behaviour. From x=0.25 there is a change in the symmetry of the solid solution from hexagonal to orthorhombic, O’-type perovskite. Steric influence seems to play a secondary role on the lattice distortion of manganites. Sintered samples of the perovskite solid solutions were measured for establishing their electrical properties. All the samples showed semiconducting behaviour.<br><br>Las características estructurales y eléctricas de las soluciones sólidas de manganitas (Er,Ca)MnO<sub>3</sub> y Eu(Co,Mn)O<sub>3</sub>, han sido estudiadas por difracción de rayos X y medidas de la conductividad en continua. Los polvos fueron preparados por reacción en estado sólido entre los óxidos componentes y carbonato de calcio. La incorporación de Co<sup>2+</sup> en la red en los sitios B o de Ca<sup>2+</sup> en los sitios A conduce a cambios en los parámetros y la simetría de EuMnO<sub>3</sub> perovskita y ErMnO<sub>3</sub> hexagonal, respectivamente. El cambio de fase depende de la cantidad de cationes Jahn-Teller sustituidos Mn<sup>3+</sup>. Soluciones sólidas basadas en Eu(Mn,Co)O<sub>3</sub> cambian de perovskita tipo O’ a perovskita tipo O con simetría ortorrómbica cuando disminuye la cantidad de cationes Mn<sup>3+</sup>, debido a la sustitución progresiva de Co. Esta transición se produce para una cantidad de Co<sup>2+</sup>~ 10%. Las soluciones sólidas basadas en (Er,Ca) MnO<sub>3</sub> mostraron un comportamiento diferente. Para x(Ca) = 0,25 hay un cambio en la simetría de la solución sólida de hexagonal a perovskita ortorrómbica, tipo O’. La influencia estérica parece desempeñar un papel secundario en la distorsión de la celda unidad de las manganitas. Las muestras sinterizadas de algunas perovskitas se han utilizado para el establecimiento de sus propiedades eléctricas. Todas las muestras presentaron un comportamiento semiconductor.

Keywords