La transición de fase I4/mcm→Pm3m en Sr<SUB>0.5</SUB>Ba<SUB>0.5</SUB>HfO<SUB>3-δ</SUB>

Abstract

Los AMO<SUB>3</SUB>, llamados perovskitas, forman una gran familia de compuestos que presentan a su vez diversas propiedades físicas así como enormes aplicaciones tecnológicas. Es posible expandir esta familia y sus propiedades y aplicaciones, sustituyendo los cationes A y M originales por diferentes A’ y M’. En este trabajo presentamos el estudio del compuesto Sr<SUB>1-x</SUB>Ba<SUB>x</SUB>HfO<SUB>3</SUB> con x=0.5. El óxido fue preparado por el método de reacción en fase sólida. La muestra fue analizada por difracción de Rayos X y por espectroscopía de Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) a diferentes temperaturas. El estudio cristalográfico del material reveló que entre 400 y 420ºC se produce la transición de fase de estructura I4/mc a Pm3m y la fase a baja temperatura es tetraédrica con los octaedros de oxígeno girados. La transición ocurre cuando este ángulo de rotación tiende a cero, dando lugar a una estructura cúbica, la fase de alta temperatura. La espectroscopía PAC mostró la transición de fase y que la interacción cuadripolar hiperfina que existe en ambas fases es desordenada. Utilizando las posiciones atómicas determinadas por rayos X, el modelo de cargas puntuales y suponiendo la existencia de vacantes de oxígeno polarizadas y distribuidas al azar se calculó el gradiente de campo eléctrico que actúa sobre la sonda. Este cálculo reproduce razonablemente el comportamiento con la temperatura de la interacción cuadripolar medida por PAC.

The effect of partial substitution of cations in AMO<SUB>3</SUB> compounds have been studied because the physical properties and applications of these materials can be improved. In particular we are interested in the S<SUB>1-x</SUB>Ba<SUB>x</SUB>HfO<SUB>3</SUB> family. In SrHfO<SUB>3</SUB> the phase transition to cubic structure has been observed to occur when the angle between two consecutive oxygen octahedra tends to zero. Instead in BaHfO<SUB>3</SUB> no phase transition was observed. These facts were attributed to depend on the atomic radius of A cation. In this contribution the study of Sr<SUB>0.5</SUB>Ba<SUB>0.5</SUB>HfO<SUB>3</SUB> oxide is shown. The compound was prepared by the high temperature solid state reaction method and analyzed by X-ray diffraction and Perturbed Angular Correlation (PAC) Spectroscopy at different temperatures. Diffraction studies revealed that about 400-420° C a structural phase transition from I4/mcm to Pm3m occurred by tending to zero the rotation angle. By PAC this transition was also observed. In the cubic phase the electric field gradient EFG measured were produced by defects. The same model applied to interpreted the results of BaTi<SUB>1-x</SUB>Hf<SUB>x</SUB>O<SUB>3</SUB> and the atomic positions determined by X-ray diffraction were used. This calculation reproduces reasonably the temperature dependence of the EFG measured by PAC.