Polimorfismo inducido a altas presiones y temperaturas en óxidos de elementos de transición y tierras raras:relación estructura-propiedades magnéticas.Aplicaciones.

 La utilización de altas presiones y temperaturas ha permitido la preparación de materiales que presentan diferentes tipos  estructurales. Los diferentes polimorfos han sido caracterizados mediante difracción de rayos X y neutrones de alta resolución  y microscopía electrónica de alta resolución. Los estudios realizados en la familia de óxidos RCrO₄ (R=tierra rara)  han permitido la preparación de  nuevos óxidos a alta presión que cristalizan con los tipos estructurales monacita, scheelita y en algunos casos se ha podido aislar la fase fergusonita. El estudio de las propiedades magnéticas de los diferentes polimorfos ha puesto de manifiesto éstas dependen del tipo estructural. En este sentido cabe destacar que los óxidos RCrO₄ con estructura  tipo zircón presentan un comportamiento mayoritariamente ferromagnético; por otro lado, las scheelitas son antiferromagnéticas. Se ha determinado la estructura magnética a partir de los datos de difracción de neutrones  por lo que ha sido necesario realizar experimentos en diferentes instalaciones europeas como ILL-Grenoble, ISIS-UK, LLB-Saclay y Hanh-Meitner- Berlin. A partir de los resultados obtenidos ha sido posible establecer relaciones estructura-propiedades magnéticas que es uno de los objetivos más importantes dentro de la Química del Estado Sólido. Muy recientemente se ha descubierto que alguno de estos óxidos RCrO₄ presentan  el  efecto  magnetocalórico gigante mas importante encontrado para ningún otro tipo de óxidos, por lo   esta importante aplicación de refrigeración magnética es uno de los estudios que se ha iniciado en el grupo más recientemente.

 

A alta presión también se ha conseguido aislar los compuestos Mn₂MSbO₆ con M = Fe, Cr y Co que cristalizan, dependiendo de las condiciones de síntesis, en la estructura tipo ilmenita, niobato de litio o perovskita. Estos óxidos mixtos presentan  propiedades magnéticas interesantes que derivan en estructuras magnéticas inconmensurables, susceptibles de presentar un comportamiento multiferroico.  

 

Investigador principal: Prof. Regino Sáez Puche

Investigadores: Dr. Antonio J. Dos santos-García, Dr. Jose Manuel Gallardo Amores, Dr. Julio Romero Doctorandos: E. Solana Madruga

Colaboradores externos: M.T. Fernández Diaz (ILL), C. Ritter (ILL), L. Chapon (ISIS/ILL), B. Beuneu (LLB), A. Hoser (Hanh –Meitner), M. Castro y R. Burriel (ICMA-CSIC, Zaragoza), L. Hao Tseng (Max Planck Institut, Dresden), E. Climent-Pascual (ICMM-CSIC,Madrid), J. P. Attfield y A. M. Arévalo-López (Centre for Science at Extreme Conditions, University of Edinburgh), Y. Hinatsu y Y. Doi (Hokkaido University, Sapporo-Japan), D. Ryan (McGill University, Montreal-Canada).