Термодинамические свойства редкоземельных оксидов кобальта и твердых растворов La1-xGdxCoO3
Ю. С. Орлов+*, В. А. Дудников+, М. В. Горев+, С. Н. Верещагин×, Л. А. Соловьев°, С. Г. Овчинников+°
+Институт физики им. Киренского СО РАН, 660036 Красноярск, Россия
*Сибирский федеральный университет, 660041 Красноярск, Россия
×Институт химии и химической технологии СО РАН, 660036 Красноярск, Россия
°Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", 115409 Москва, Россия
Abstract
Приведены результаты порошкового рентген-дифракционного анализа
кристаллической структуры, фазового состава и молярной теплоемкости
кобальтитов La1-xGdxCoO3 в интервале температур от
300 до 1000 К.
Исследовано поведение коэффициента объемного теплового расширения
кобальтитов
с изовалентным замещением в температурном интервале 100-1000 К и
выявлено
наличие двух максимумов в зависимости β(T) для ряда
значений концентрации легирования. Рассчитана скорость изменения
заселенности
высокоспинового состояния ионов кобальта с учетом спин-орбитального
взаимодействия в исследуемых соединениях. Используя уравнение состояния
Берча-Мурнагана, показано, что с увеличением химического давления
низкотемпературный максимум теплового расширения смещается в область высоких
температур и при давлении GPa совпадает со вторым
максимумом. Рассмотрена аналогия в поведении коэффициента теплового
расширения между составами с изовалентным замещением
La1-xGdxCoO3
и незамещенными составами LnCoO3 (Ln - лантаноид).
Установлена природа
двух температурных особенностей в поведении теплоемкости и дилатации всего
ряда редкоземельных оксидов кобальта и связь с заселенностью высокоспинового
состояния ионов кобальта и переходом диэлектрик-металл.