Crystalline structure and electrical properties of Dy1-XCaXMnO3 solid solution

Abstract

[EN] Solid solutions corresponding to the Dy1-xCaXMnO3 system, x=0.0 to 0.60 have been studied. The powders were prepared by solid state reaction of the corresponding oxides and carbonates. Sintered bodies were obtained by firing between 1250 and 1450ºC. All the compositions showed single-phased perovskite-type structure with orthorhombic symmetry and Space Group Pbnm. Increase of the CaO content leads to a monotonic decrease of the orthorhombicity factor b/a with the Ca2+ concentration up to x=0.60. All the solid solutions crystallised with the same O’-type orthorhombic perovskite structure such as pure DyMnO3. Electrical measurements have shown semiconducting behaviour for all the solid solutions. The room temperature conductivity increases monotonically with the CaO content. The 60/40 Ca/Dy composition showed a high value of the electrical conductivity and a correlative very low value of the activation energy. Thermally activated small polaron hopping mechanism controls the conductivity of these perovskite ceramics.

[ES] Se han estudiado soluciones sólidas correspondientes al sistema Dy1-xCaxMnO3, x=0.0 a 0.60. Los polvos cerámicos fueron preparados por reacción en estado sólido de los correspondientes óxidos y carbonatos. Los materiales cerámicos se obtuvieron por sinterización entre 1250º y 1450ºC. Todas las composiciones fueron monofásicas y mostraron una estructura tipo perovskita, con simetría ortorrómbica y Grupo Espacial Pbnm. El aumento del contenido en CaO llevó a una disminución monótona del factor de ortorrombicidad, b/a. Todas las soluciones sólidas cristalizaron con el mismo tipo de estructura perovskita ortorrómbica O’, como la del compuesto puro DyMnO3. Las medidas eléctricas mostraron comportamiento semiconductor en todas las soluciones sólidas. La conductividad a temperatura ambiente aumenta monótonamente con el contenido de CaO. La composición 60/40 mostró un elevado valor de conductividad y un correlativo bajo valor de la energía de activación. Un mecanismo de salto térmicamente activado de pequeño polarón controla la conductividad de las perovskitas.