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Comportamiento de fases del [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] debido al contenido de oxigeno.

Phase Behavior of [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] due to the Oxygen Content

1 Introduccion

La superconductividad en los cupratos tales como el [La.sub.2]Cu[O.sub.4] se logra al variar ligeramente sus composiciones atomicas. Asi por ejemplo, portadores de carga tipo hueco pueden ser creados en los planos de Cu-O del compuesto [La.sub.2]Cu[O.sub.4] con la introduccion de oxigenos intersticiales [O.sup.2-] en las capas intercaladas para formar [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] [1] o con la sustitucion de estroncio (+2) por lantano (+3), de tal forma que lo que era inicialmente antiferromagnetico y aislante (o semiconductor) se transforma en metalico [2, 3] y superconductor. La caracteristica estructural de estos cupratos son unos arreglos planares de cobre y oxigeno en una coordinacion Cu[O.sub.2] [4].

Tambien, con el [La.sub.2]Cu[O.sub.4] se pueden preparar un tipo de materiales en forma de compositas, tales como [[[La.sub.1.85][Sr.sub.0.15]Cu[O.sub.4]].sub.1-x][[[La.sub.2/3][Sr.sub.1/3]Mn[O.sub.3]].sub.x] donde el compuesto [La.sub.1.85][Sr.sub.0.15]Cu[O.sub.4] es un oxido ([T.sub.C] = 38 K) y el compuesto [La.sub.2/3][Sr.sub.1/3]Mn[O.sub.3] es una manganita ferromagnetica ([T.sub.Curie] = 369 K) [5,6], donde es posible el estudio de la coexistencia de sus fases superconductora (SC) y ferromagnetica (F). Trabajos previos en heterosestructuras de este tipo de compuestos han mostrado comportamientos magneticos anisotropicos si las capas son epitaxiales, efecto Meissner paramagnetico si existe cierto grado de granularidad en las interfaces, magnetorresistencia positiva y negativa en los rangos de transicion superconductora y ferromagnetica respectivamente [7-9].

Para el [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] h a sido reportado por arriba de la temperatura ambiente la transicion estructural ortorrombica a tetragonal [10,11]. En este trabajo reportamos el estudio que hemos realizado del comportamiento de esta fase (ortorrombica a tetragonal) usando la tecnica de van der Pauw, medida de la resistividad por el metodo de 4 puntas en muestras con y sin deficiencia de oxigeno.

2 Metodos experimentales

Muestras policristalinas de [La.sub.2]Cu[O.sub.4] fueron sintetizadas usando el metodo de reaccion de estado solido [12] a partir de los oxidos [La.sub.2][O.sub.3], y CuO (Aldrich 99.9%) los cuales fueron mezclados y sintetizados a 1223 K. Se usaron luego enfriamientos rapidos en nitrogeno liquido y lentos en atmosfera de oxigeno para obtener muestras con y sin deficiencia de oxigeno.

La resistividad de todas las muestras fue medida en aire usando el metodo de cuatro puntas de van der Pauw [13] y siguiendo el procedimiento descrito en la referencia [14].

3 Resultados y discusion

La figura 1 muestra la resistividad versus temperatura para una muestra de [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] templada a 1213 K y luego enfriada lentamente en aire. Estos resultados muestran claramente la presencia de una anomalia para barridos de calentamiento y enfriamiento alrededor de 600 K que nosotros atribuimos a la transicion ortorrombica a tetragonal, la cual ya ha sido reportada previamente por otras tecnicas [10,11], y a la rapida difusion de oxigeno hacia fuera de la muestra lo que hace aumentar su resistividad.

[FIGURA 1 OMITIR]

La correlacion de [delta] con [rho] resulta de los portadores de carga (huecos) con el incremento del contenido de oxigeno. Sin embargo, [rho](T) es tambien afectada por el cambio de simetria cristalina que ocurre alrededor de 600 K y es el causante de la pendiente negativa de [rho](T) entre aproximadamente 600 K y 700 K.

La figura 2 muestra la resistividad versus temperatura para una muestra de [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]] templada a 1213 K y luego enfriada rapidamente en nitrogeno liquido.

[FIGURA 2 OMITIR]

Nuevamente podemos observar la anomalia que mostraron las muestras con baja deficiencia de oxigeno (transicion ortorrombica-tetragonal) (ver figura 1) con la diferencia de que la anomalia observada en el primer barrido de calentamiento es mucho mayor debido a la deficiencia de oxigeno en la muestra. Al iniciarse la anomalia, se observa un mayor incremento en la resistividad debido a la falta de oxigeno dando lugar a un mayor desorden en los defectos de oxigeno, los cuales reducen la movilidad de los portadores de carga. La ocurrencia del maximo marca el inicio del dominio de incremento en los portadores de carga (decreciendo asi la resistividad) como un resultado de la absorcion de oxigeno por parte de la muestra, similar a las otras muestras estudiadas basadas en el CuO [14].

4 Conclusiones

Medidas de resistividad en muestras de [La.sub.2]Cu[O.sub.4+[delta]], sin deficiencia de oxigeno muestran claramente una pequena anomalia alrededor de 600 K en barridos de calentamiento y enfriamiento, la cual corresponde a la transicion de fase estructural de ortorrombica a tetragonal. Tambien alli se presenta intercambio de oxigeno con el ambiente.

Las muestras con deficiencia de oxigeno muestran en el primer barrido de calentamiento una gran anomalia alrededor de 600 K, lo que indica que es mayor el intercambio de oxigeno con el ambiente. La anomalia se repite en los siguientes barridos de enfriamiento y calentamiento reduciendo su tamano al de muestras sin deficiencia de oxigeno.

Jesus E. Diosa

Universidad del Valle

Diego Pena Lara

Universidad del Valle

Ruben A. Vargas

Universidad del Valle

Recived: April 27, 2015

Accepted: July 30, 2015

Referencias bibliograficas

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[14] Diosa, J. E., Vargas, R. A., and Mellander, B. E. (1997). J. Phys.: Cond. Matt. 9: 4621.

Direccion de los autores

Jesus E. Diosa

Departamento de Fisica, Universidad del Valle, Cali, Colombia

jesus.diosa@correounivane.edu.co.

Diego Pena Lara

Departamento de Fisica, Universidad del Valle, Cali, Colombia

diego.pena@correounivalle.edu.co

Ruben A. Vargas

Departamento de Fisica, Universidad del Valle, Cali, Colombia

raben.vargas@correounivalle.edu.co
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Author:Diosa, Jesus E.; Pena Lara, Diego; Vargas, Ruben A.
Publication:Revista de Ciencias
Date:Aug 1, 2015
Words:1352
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