Cambio reversible impulsado por presión entre la conducción de tipo n y p en calcopirita CuFeS

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• La conmutación de tipo de conducción dependiente de la temperatura es rara en los semiconductores basados en Ag.
• La presión es un estímulo eficaz para inducir fenómenos colectivos en los semiconductores de metal de transición.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la conmutación de tipo de conducción impulsada por presión en la calcopirita CuFeS2.
• Comprender la relación entre las propiedades estructurales, electrónicas y de espín bajo presión.

Principales métodos:

• Experimentos de alta presión con células de yunque de diamante.
• Difracción de rayos X para el análisis estructural.
• Mediciones de fotocorriente y coeficiente de Hall para propiedades electrónicas.
• Espectroscopia de absorción de rayos X para la determinación del estado de valencia.

Principales resultados:

• CuFeS2 exhibe una conducción reversible de tipo p a n que cambia alrededor de 8 GPa.
• Se produce una transición de fase estructural del grupo espacial I-42 d a I-4 con la contracción del volumen del tetraedro FeS4.
• Un cruce de espín de alto a bajo de Fe2+ (S=2 a S=0) acompaña la transición de fase.
• La distribución de valencia sigue siendo Cu2+Fe2+S2, sin transferencia de carga catiónica.

Conclusiones:

• Se observó un nuevo fenómeno de conmutación de conducción p-n impulsado por presión en CuFeS2.
• Este cambio está asociado con una transición de fase estructural inducida por la presión y un cruce de giro.
• CuFeS2 es un material prometedor para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos sensibles a la presión.