Los orígenes del ordenamiento de la superestructura y la inconmensurabilidad en las fases de tipo CoSn de relleno

Área de la Ciencia:

• Química del estado sólido.
• La cristalografía es una técnica de cristalografía.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• El tipo de estructura CoSn presenta grandes vacíos intersticiales capaces de albergar átomos invitados, particularmente elementos de tierras raras.
• El relleno de estos vacíos conduce a complejos fenómenos de ordenamiento y la formación de superestructuras de largo período.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo de superespacio 3 + 1D para una familia de estructuras relacionadas con CoSn.
• Investigar los orígenes electrónicos y estructurales de las tendencias de ordenamiento en los sistemas delta REFe6Ge6-deltaGa.
• Para refinar nuevas fases delta de ErFe6Ge6-deltaGa utilizando difracción de rayos X en polvo.

Principales métodos:

• Derivación de un modelo de superespacio 3 + 1D.
• Cálculos electrónicos de la estructura (LDA-DFT y Hückel extendido).
• Análisis de datos de difracción de rayos X en polvo y refinamiento de la estructura.

Principales resultados:

• Refinamiento de cuatro nuevas fases delta de ErFe6Ge6-deltaGa, incluyendo estructuras conmensuradas e incommensuradas.
• Observación de un alargamiento y giro gradual del vector q con creciente sustitución de Ga.
• Identificación de dos modos de respuesta de red (carga y modulación posicional) que regulan el ordenamiento de los átomos invitados.

Conclusiones:

• El modelo de superespacio 3 + 1D describe con éxito las superestructuras observadas.
• Las tendencias estructurales y el ordenamiento inconmensurado surgen de un equilibrio entre la carga atómica y las modulaciones posicionales.
• La interacción de estas modulaciones dicta los patrones de ordenamiento de los átomos invitados en la serie delta REFe6Ge6-deltaGa.