Europium(II)-titanat ist ein schwarzes Mischoxid aus Europium und Titan mit der chemischen Formel EuTiO₃ . Es kristallisiert in der Perowskitstruktur . [ 1 ]

Geschichte

EuTiO₃ wurde erstmals 1966 von McGuire, Shafer, Joenk, Halperin und Pickart untersucht, wobei die magnetische Struktur erforscht wurde. [ 2 ] Diese Verbindung erlangte zu Beginn des 21. Jahrhunderts (2001 bis 2015) größere Aufmerksamkeit aufgrund des Tieftemperatur- Phasenübergangs zu antiferromagnetischem Verhalten bei T <sub>N</sub> = 5,5 K, der einen signifikanten Einfluss auf die Dielektrizitätskonstante hat. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Vorbereitung

Getrocknetes Eu 2 O 3 und Ti 2 O 3 werden im Verhältnis 1:1 gemischt und in einer Argonatmosphäre bei 1400 °C umgesetzt: [ 3 ]

Eu 2 O 3 + Ti 2 O 3 → 2 EuTiO 3

Das Europium wird reduziert und das Titan oxidiert.

Eigenschaften

Europium(II)-titanat existiert in zwei temperaturabhängigen Kristallformen . Der Phasenübergang findet bei 282 K statt. [ 3 ] [ 6 ] Die Tieftemperaturform kristallisiert in der tetragonalen Raumgruppe I4 / mcm (Raumgruppe Nr. 140) mit den Gitterparametern a  = 551,92(2)  pm und c  = 781,64(8) pm (gemessen bei 90 K). Die Hochtemperaturform ist kubisch und kristallisiert in der Raumgruppe Pm3m (Raumgruppe Nr. 221) mit dem Gitterparameter a  = 390,82(2) pm (gemessen bei 300 K). [ 3 ] [ 7 ] Die Übergangstemperatur der Kristallstruktur von der Tieftemperatur- zur Hochtemperaturphase steigt mit zunehmendem Druck. [ 8 ] Unterhalb von 5,5 K wird die Verbindung antiferromagnetisch vom G-Typ. [ 9 ] Die spezifische Wärmekapazität beträgt 125 J·mol −1 ·K −1 (bei 600 K). [ 1 ] 125 J·mol −1 ·K −1 bei 290 K entspricht 7,6 W·m −1 ·K −1 und die elektrische Leitfähigkeit beträgt 10 5  (Ω·m) −1 (bei 330 K). [ 1 ]

Referenzen

  1. ^ a b c 1. Muta, Hiroaki (2005). „Thermoelektrische Eigenschaften von Lanthan-dotiertem Europiumtitanat“ . Materials Transactions . 46 (7): 1466–1469 . doi : 10.2320/matertrans.46.1466 .{{cite journal}}: CS1 Wartung: numerische Namen: Autorenliste ( Link )
  2. ^ TR McGuire, MW Shafer, RJ Joenk, HA Halperin und SJ Pickart (1966). „Magnetische Struktur von EuTiO₃ “ . Journal of Applied Physics . 37 (3): 981. Bibcode : 1966JAP....37..981M . doi : 10.1063/1.1708549 .{{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  3. ^ a b c d J. Köhler, R. Dinnebier, A. Bussmann-Holder (2012). „Strukturelle Instabilität von EuTiO₃ aus Röntgenpulverdiffraktometrie“. Phase Transitions . 85 (11): 949–955 . arXiv : 1205.5374 . Bibcode : 2012PhaTr..85..949K . doi : 10.1080/01411594.2012.709634 . S2CID 94709465 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  4. ^ S. Kamba, D. Nuzhnyy, P. Vaněk, M. Savinov, K. Knížek, Z. Shen, E. Šantavá, K. Maca, M. Sadowski, J. Petzelt (2007). „Magnetodielektrischer Effekt und optisches Soft-Mode-Verhalten in quantenparaelektrischen EuTiO₃- Keramiken “. Europhysics Letters . 80 (2) 27002. arXiv : 0706.1882 . Bibcode : 2007EL.....8027002K . doi : 10.1209/0295-5075/80/27002 . S2CID 13856279 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  5. ^ T. Katsufuji und H. Takagi (2001). „Kopplung zwischen Magnetismus und dielektrischen Eigenschaften im quantenparaelektrischen EuTiO₃ “ . Physical Review B. 64 ( 5): 054415-1–054415-4. Bibcode : 2001PhRvB..64e4415K . doi : 10.1103/PhysRevB.64.054415 .
  6. ^ Bussmann-Holder, J. Köhler, RK Kremer, JM Law (2011). „Beziehung zwischen strukturellen Instabilitäten in EuTiO3 und SrTiO3 “ . Physical Review B. 83 ( 21) 212102. arXiv : 1105.6029 . Bibcode : 2011PhRvB..83u2102B . doi : 10.1103/PhysRevB.83.212102 . S2CID 118638434 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  7. ^ A. Bussmann-Holder, Z. Guguchia, J. Köhler, H. Keller, A. Shengelaya, A. R. Bishop (2012). „Hybride Paramagnon-Phononenmoden bei erhöhten Temperaturen in EuTiO₃ “ . New Journal of Physics . 14 (9) 093013. arXiv : 1205.6287 . Bibcode : 2012NJPh...14i3013B . doi : 10.1088/1367-2630/14/9/093013 . S2CID 118479381 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  8. ^ P. Parisiades, E. Liarokapis, J. Köhler, A. Bussmann-Holder, M. Mezouar (2015). „Druck-Temperatur-Phasendiagramm des multiferroischen EuTiO₃ “ . Physical Review B. 92 ( 6) 064102. arXiv : 1505.05049 . Bibcode : 2015PhRvB..92f4102P . doi : 10.1103/PhysRevB.92.064102 . S2CID 118250289 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  9. ^ Z. Guguchia, H. Keller, A. Bussmann-Holder, J. Köhler, R. K. Kremer (2013). „Das magnetische Tieftemperaturphasendiagramm von Eu<sub> x </sub>Sr <sub>1−x </sub>TiO <sub>3</sub> “ . European Physical Journal B. 86 ( 10): 409–412 . Bibcode : 2013EPJB...86..409G . doi : 10.1140/epjb/e2013-40632-y . S2CID 123512501 . {{cite journal}}: CS1 Wartung: Mehrere Namen: Autorenliste ( Link )