Electron Transport in Perovskite-Type Ca0.5 – xSr0.5LuxMnO3 – δ Manganites

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Perovskite-type Ca0.5 – xSr0.5LuxMnO3 – δ (x = 0.05, 0.10, 0.15, and 0.20) manganites have been prepared in air using a citrate–nitrate process for preparing precursors. At room temperature, the x = 0.05, 0.10, and 0.15 samples have an orthorhombic structure (space group Pbnm); when x = 0.2, a tetragonal structure (space group I4/mcm) is formed. The increase in unit cell volume in response to rising lutetium concentration in the samples is due to an increase in Mn3+ concentration necessary to ensure n-type electrical conductivity σ. The temperature-activated electrical conductivity is consistent with the adiabatic transport mechanism of small polarons. The increase in magnitude of the Seebeck coefficient S in response to rising temperature is due to the decrease in the concentration of Mn3+ ions via their disproportionation to Mn2+ and Mn4+ ions. The S(T) and σ(T) temperature dependences under the condition where δ ⁓ 0 have been used to calculate the equilibrium constants of the disproportionation reaction, charge carrier concentrations and mobilities.

About the authors

E. I. Konstantinova

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: leonidov@imp.uran.ru
620990, Yekaterinburg, Russia

V. A. Litvinov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: leonidov@imp.uran.ru
620990, Yekaterinburg, Russia

A. D. Koryakov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: leonidov@imp.uran.ru
620990, Yekaterinburg, Russia

I. A. Leonidov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: leonidov@imp.uran.ru
620990, Yekaterinburg, Russia

References

  1. Wang Y., Sui Y., Wang X., Su W. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 055010. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/5/055010
  2. Bhaskar A., Liu C.-J., Yuan J.J. // J. Electron. Mater. 2012. V. 41. P. 2338. https://doi.org/10.1007/s11664-012-2159-6
  3. Löhnert R., Töpfer J. // J. Solid State Chem. 2022. V. 315. P. 123437. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123437
  4. Madre M.A., Amaveda H., Dura O.J. et al. // J. Alloys Compd. 2023. V. 954. P. 170201. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170201
  5. Ohtaki M. // J. Ceram. Soc. Jpn. 2011. V. 119. P. 770. https://doi.org/10.2109/jcersj2.119.770
  6. Kennedy B.J., Saines P.J., Zhou Q. et al. // J. Solid State Chem. 2008. V. 181. P. 2639. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.06.022
  7. Федорова О.М., Ведмидь Л.Б., Балакирева В.Б. и др. // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 4. С. 412. Fedorova O.M., Vedmid’ L.B., Balakireva V.B. et al. // Inorg. Mater. 2021. V. 57. P. 392. https://doi.org/10.31857/S0002337X21040047
  8. Konstantinova E.I., Leonidov I.A., Markov A.A. et al. // J. Mater. Chem. A. 2020. V. 8. P. 16497. https://doi.org/10.1039/D0TA03731A
  9. Konstantinova E.I., Leonidova O.N., Chukin A.V., Leonidov I.A. // Mater. Lett. 2021. V. 283. P. 128803. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128803
  10. Mizusaki J., Mori N., Takai H. et al. // Solid State Ionics. 2000. V. 129. P. 163. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(99)00323-9
  11. Evdou A., Georgitsis T., Matsouka C. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 3461. https://doi.org/10.3390/nano12193461
  12. Antipinskaya E.A., Politov B.V., Petrova S.A. et al. // J. Energy Storage. 2022. V. 53. P. 105175. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105175
  13. Kraus W., Nolze G. // Powder Cell for Windows – Version 2.4 – Structure Visualisation/Manipulation. Powder Pattern Calculation and Profile Fitting Federal Institute for Materials Research and Testing. 2000. Berlin, Germany.
  14. Cusack N., Kendall P. // Proc. Phys. Soc. 1958. V. 72. P. 898. https://doi.org/10.1088/0370-1328/72/5/429
  15. Chimaissem O., Dabrowski B., Kolesnik S. et al. // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 134412. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.134412
  16. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  17. Goldyreva E.I., Leonidov I.A., Patrakeev M.V. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 638. P. 44. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.03.048
  18. Austin I.G., Mott N.F. // Adv. Phys. 2001. V. 50. P. 757. https://doi.org/10.1080/00018730110103249
  19. Kuo J.H., Anderson H.U., Sparlin D.M. // J. Solid State Chem. 1989. V. 83. P. 52. https://doi.org/10.1016/0022-4596(89)90053-4
  20. Moskvin A.S. // J. Phys. Condens. Matter. 2013. V. 25. P. 085601. https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/8/085601
  21. Moskvin A.S. // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 115102. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.115102
  22. Loktev V.M., Pogorelov Y.G. // Low Temp. Phys. 2000. V. 26. P. 171. https://doi.org/10.1063/1.593890
  23. Леонидов И.А., Константинова Е.И., Патракеев М.В. и др. // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 6. С. 594. Leonidov I.A., Konstantinova E.I., Patrakeev M.V. et al. // Inorg. Mater. 2017. V. 53. P. 583. https://doi.org/10.1134/S0020168517060097
  24. Leonidov I.A., Konstantinova E.I., Patrakeev M.V. et al. // J. Solid State Electrochem. 2017. V. 21. P. 2099. https://doi.org/10.1007/s10008-01-3571-x
  25. Konstantinova E.I., Ryzhkov M.A. Leonidova O.N. et al. // J. Solid State Electrochem. 2023. https://doi.org/10.1007/s10008-023-05386-0

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (61KB)
3.

Download (101KB)
4.

Download (72KB)
5.

Download (113KB)
6.

Download (116KB)
7.

Download (55KB)
8.

Download (51KB)
9.

Download (65KB)

Copyright (c) 2023 И.А. Леонидов, Е.И. Константинова, В.А. Литвинов, А.Д. Коряков

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».