Caracterización dieléctrica de la perovskita laminar La_1.5Sr_0.5CoO₄

Abstract

En este trabajo se estudia el comportamiento de las componentes real e imaginaria de la permitividad dieléctrica compleja en función de la frecuencia (20 Hz-1 MHz) y la temperatura (115-350 K) de la perovskita laminar La 1.5 Sr 0.5 CoO 4 . Para realizar este estudio preparamos muestras policristalinas utilizando el método cerámico. El análisis por difracción de rayos X mostró la presencia de la fase deseada y una pequeña impureza de La 2 O 3 . Un estudio comparativo de las propiedades eléctricas y magnéticas de este compuesto con orden de carga (T CO ∼750 K), reveló que básicamente se trata de un material semiconductor con un complejo antiferromagnetismo bidimensional que evoluciona con la temperatura debido a transiciones del estado de espín del Co 3+ activadas térmicamente. Una investigación detallada de las propiedades dieléctricas de este sistema nos permitió identificar dos fenómenos de relajación superpuestos: uno presente a bajas frecuencias (f<10 2 Hz) que se asocia con los procesos de conducción por "hopping" electrónico en este cristal iónico y otro de tipo dipolar que aparece a más altas frecuencias, que hemos identificado con el orden de carga de este sistema. Ambos fenómenos de relajación , incluida la dispersión de la conductividad frente a la frecuencia, fueron analizados en términos de la "respuesta dieléctrica universal", encontrando buenos ajustes a esta ley de potencias, con exponentes claramente diferenciados para ambos procesos de relajación. Palabras clave: perovskitas laminares, orden de carga, constantes dieléctricas Dielectric characterization of the La 1.5 Sr 0.5 CoO 4 layered perovskiteIn this work, the behaviour of the real and imaginary components of the dielectric permittivity of layered perovskite La 1.5 Sr 0.5 CoO 4 have been studied, in the frequency range 20 Hz-1 MHz and in the temperature range 115-350 K. Polycrystalline samples were prepared by the ceramic method. The powder diffraction results showed the pattern of the desired phase together with a small quantities of La 2 O 3 impurities. A comparative study of the electrical and magnetic properties of this charge-ordered compound (T CO ∼750 K) has revealed a basically semiconductor behaviour with a complex bidimensional antiferromagnetism which can be explained on the basis of a thermally activated evolution of the spin state of the Co 3+ ions. A detailed investigation of the dielectric properties of this system has allowed us to identify two superimposed relaxation processes: the first one in the low frequency range (f<10 2 Hz), which has been associated with electronic hopping conduction and the second one in the high frequency range due to dipolar processes, which we have associated with the charge order of this system. Both of them, including the conductivity as a function of the frequency, were analyzed in terms of the "universal dielectric response". We have found good fittings to this power law with different exponents for both relaxation processes. Key words: layered perovskites, charge ordering, dielectric constants...

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…Se han reportado trabajos relacionados con la síntesis y caracterización de conductores catiónicos e iónicos de estado sólido (3)(4)(5)(6)(7)(8), conductores mixtos (11-13), protónicos (14). Así mismo, y dado el fuerte interés que este tipo de materiales presentan en la obtención de energía, se han publicado trabajos relacionados con los diferentes materiales cerámicos como son electrolitos sólidos (15), y electrodos cerámicos para pilas y baterías (16)(17)(18)(19)(20)(21). El aumento de este tipo de trabajos se debe a los esfuerzos en las redes de I+D nacionales y transnacionales en pilas de combustible en las que participan empresas del sector energético y donde las empresas cerámicas españolas tienen poca presencia.…”