A note on the different crystalline features of the EuMnO₃-based solid solutions as a function of the modifying cation nature

• Main Authors: Peña, O., Tartaj, J., Moure, A., Moure, C.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2010-12-01
• Series: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
• Subjects: manganites; perovskite solid solutions; crystalline structure; phase transitions; Manganitas; soluciones sólidas de perovskitas; estructuras cristalinas; cambios de fase
• Online Access: http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/147/145
• ISSN: 0366-3175

The structural properties of solid solutions based on EuMnO₃, in which Eu has been substituted by divalent Ca²⁺ and Mn by the divalent cation Ni²⁺ or the variable valence cation Co²⁺-Co³⁺ have been studied by X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption spectroscopy (XAS). These substitutions lead to changes in the lattice parameters and the symmetry of the orthorhombic, O’ perovskite-type of the pristine compound EuMnO₃. The structural changes depend on several factors. Solid solutions Eu(Mn,Ni)O₃ and Eu(Mn,Co)O₃ change from the O’-type to O-type orthorhombic perovskite symmetry when the content of the Mn³⁺ cation decreases due to the progressive substitution by Ni and Co. This change occurs for a percentage of the Ni²⁺ cation of 20 at%, whereas for the Co cation, only 10 at% are needed for such a transition. (Eu,Ca)MnO₃ solid solutions showed a different behaviour. Even at an amount as high as 50 at% Ca²⁺ there is no transition from O’ to O-type orthorhombic perovskite symmetry. The tolerance factor, t, increases monotonically for both Eu(Mn,Ni)O₃ and (Eu,Ca)MnO₃, while for Eu(Mn,Co)O₃ it first decreases and then increases. The increase is lower for Ni-based and Co-based samples than for the Ca-based ones.<br><br>Las propiedades estructurales de las soluciones sólidas basadas en EuMnO₃, en donde Eu ha sido sustituido por Ca²⁺, y Mn por Ni²⁺ o por un catión de valencia variable tal como Co, (II ó III) han sido estudiadas por Difracción de Rayos X, (DRX). Estas sustituciones llevan a cambios en los parámetros de red y en la simetría de la perovskita tipo O’ propia del compuesto EuMnO₃. Los cambios estructurales dependen de la cantidad y del tipo de catión sustituyente. Ni y Co inducen un cambio desde la estructura tipo O’ a la O para 20 at% Ni y 10 at% Co respectivamente. Por su parte, la incorporación de Ca en lugares A induce este cambio para x(Ca) > 50 at%. El factor de tolerancia de la estructura perovskita también muestra un comportamiento diferente en función del catión modificador.