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Colossal magnetorresistencia sin Mn3+/Mn4+ Doble intercambio en el pirocloro estoiquiométrico Tl2Mn2O7
1M. A. Subramanian and W. J. Marshall, Dupont Central Research and Development, Experimental Station, Wilmington, DE 19880-0328, USA. B. H. Toby, Reactor Radiation Division, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA. A. P. Ramirez, Bell Laboratories, Lucent Technologies, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, NJ 07974, USA. A. W. Sleight, Department of Chemistry, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, USA. G. H. Kwei, Chemistry and Materials Sciences Department, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA.
La magnetorresistencia colosal (CMR) en Tl2Mn2O7 no se debe a la valencia mixta o a los efectos de Jahn-Teller. Se propone un nuevo mecanismo que involucra el ordenamiento magnético y las fluctuaciones de espín para este material CMR.
Área de la Ciencia:
- Física del estado sólido Física del estado sólido
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- El magnetismo es el magnetismo.
Sus antecedentes:
- La magnetorresistencia colosal (CMR) es una propiedad observada en ciertos materiales, especialmente en los óxidos de manganeso.
- Las teorías anteriores atribuían la CMR a factores como la valencia mixta y los efectos de Jahn-Teller en las estructuras de perovskita.
- Tl2Mn2O7 es un material pirocloro que exhibe CMR, lo que lleva a investigar su mecanismo subyacente.
Objetivo del estudio:
- Para aclarar las propiedades estructurales y electrónicas de Tl2Mn2O7.7.
- Para determinar los estados de oxidación del manganeso y el talio en Tl2Mn2O7.7.
- Proponer un mecanismo alternativo para la colosal magnetorresistencia observada en Tl2Mn2O7.7.
Principales métodos:
- Análisis estructural mediante difracción de neutrones en polvo.
- Análisis estructural utilizando difracción de rayos X de un solo cristal.
- Determinación de las distancias de enlace Mn-O y estequiometría.
Principales resultados:
- El análisis estructural no confirmó desviaciones de la estequiometría ideal en Tl2Mn2O7.7.
- Se observó una distancia Mn-O significativamente más corta (1,90 Å) en comparación con las perovskitas LaMnO3 que exhiben CMR.
- Se determinó que los estados de oxidación eran cercanos a Tl3+) y Mn4+, descartando el Mn3+.
Conclusiones:
- Tl2Mn2O7 carece de la valencia mixta y el catión de Jahn-Teller (Mn3+) típicamente asociados con la RMC.
- Las propiedades estructurales y electrónicas observadas sugieren un mecanismo alternativo de CMR.
- Un mecanismo propuesto implica un ordenamiento magnético impulsado por el súper intercambio y la dispersión de la fluctuación de espín por encima de la temperatura de Curie.