La manganita de estroncio de lantano ( LSM o LSMO ) es un material cerámico de óxido con la fórmula general La 1 − x Sr x MnO 3 , donde x describe el nivel de dopaje.
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Tiene una estructura cristalina a base de perovskita , que tiene la forma general ABO 3 . En el cristal, los sitios 'A' están ocupados por átomos de lantano y estroncio , y los sitios 'B' están ocupados por átomos de manganeso más pequeños . En otras palabras, el material consiste en manganita de lantano con algunos de los átomos de lantano dopados por sustitución con átomos de estroncio . El dopado con estroncio (valencia 2+) sobre lantano (valencia 3+) introduce agujeros adicionales en la banda de valencia y, por lo tanto, aumenta la conductividad electrónica.
Dependiendo del valor de x en La 1 − x Sr x MnO 3 , la celda unitaria de LSMO puede ser romboédrica, cúbica o hexagonal. Este cambio en la celda unitaria se explica sobre la base del factor de tolerancia de Goldschmidt para las perovskitas. El cambio en el estado de oxidación del catión Mn en LSMO se puede observar fácilmente a través de la posición del pico XPS para el orbital Mn 2p 3/2 y el interesante orden ferromagnético obtenido cuando x = 0.5 y 0.7 en La 1 − x Sr x MnO 3 . [1]
LSM tiene un rico diagrama de fase electrónico, que incluye una transición de metal-aislante dependiente del dopaje , paramagnetismo y ferromagnetismo . [2] También se ha informado de la existencia de una fase Griffith. [3] [4]
LSM es de color negro y tiene una densidad de aproximadamente 6,5 g / cm 3 . [5] La densidad real variará según el método de procesamiento y la estequiometría real . LSM es principalmente un conductor electrónico, con un número de transferencia cercano a 1.
Este material se usa comúnmente como material de cátodo en celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) producidas comercialmente porque tiene una alta conductividad eléctrica a temperaturas más altas, y su coeficiente de expansión térmica coincide con el de la circonia estabilizada con itria (YSZ), un material común para electrolitos SOFC .
En la investigación, LSM es uno de los perovskita manganitas que muestran la colosal magnetorresistencia efecto (CMR), [6] y es también un observada media de metal para las composiciones alrededor de x = 0,3. [7]
LSM se comporta como un medio metal , lo que sugiere su posible uso en espintrónica . Muestra un efecto de magnetorresistencia colosal . Por encima de su temperatura de Curie (aproximadamente 350 K) se forman los polarones de Jahn-Teller ; la capacidad del material para conducir electricidad depende de la presencia de los polarones. [8]
Ver también
Referencias
- ^ J. Ortiz, L. Gracia, F. Cancino, U. Pal; et al. (2020). "La dispersión de partículas y la distorsión de la red indujeron el comportamiento magnético de nanopartículas de perovskita de La 1 − x Sr x MnO 3 cultivadas por síntesis de estado sólido asistida por sal". Materiales Química y Física . 246 : 122834. doi : 10.1016 / j.matchemphys.2020.122834 . CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Urushibara A, Moritomo Y, Arima T, Asamitsu A, Kido G, Tokura Y (1995). "Transición aislante-metal y magnetorresistencia gigante en La 1 − x Sr x MnO 3 ". Physical Review B . 51 (20): 14103–14109. Código Bibliográfico : 1995PhRvB..5114103U . doi : 10.1103 / PhysRevB.51.14103 . PMID 9978336 .
- ^ Deisenhofer J, Braak D, Krug von Nidda HA, Hemberger J, Eremina RM, Ivanshin VA, et al. (2005). "Observación de una fase de Griffiths en paramagnético La 1 − x Sr x MnO 3 ". Cartas de revisión física . 95 (25): 257202. arXiv : cond-mat / 0501443 . Código bibliográfico : 2005PhRvL..95y7202D . doi : 10.1103 / PhysRevLett.95.257202 . PMID 16384501 .
- ^ Dagotto E (2003). Separación de fases a nanoescala y magnetorresistencia colosal. La física de las manganitas y compuestos relacionados . Saltador. ISBN 978-3540432456.
- ^ Armstrong TJ, Virkar AV (2002). "Rendimiento de pilas de combustible de óxido sólido con cátodos compuestos LSGM-LSM". Revista de la Sociedad Electroquímica . 149 (12): A1565. doi : 10.1149 / 1.1517282 .
- ^ Ramírez AP (1997). "Magnetorresistencia colosal". J. Phys .: Condens. Materia . 9 (39): 8171–8199. Código bibliográfico : 1997JPCM .... 9.8171R . doi : 10.1088 / 0953-8984 / 9/39/005 .
- ^ Park JH y col. (1998). "Evidencia directa de un ferromagnet semimetálico". Naturaleza . 392 (6678): 794–796. Código Bibliográfico : 1998Natur.392..794P . doi : 10.1038 / 33883 .
- ^ "Vista de laboratorio de Berkeley - 29 de abril de 2005" . lbl.gov . Consultado el 17 de mayo de 2015 .