Nanoestruturas de La1-XYXNiO3 sintetizada pelo método hidrotermal
Compostos RNiO3 (R=terra rara) são sistemas eletronicamente correlacionados que apresentam propriedades físicas importantes, sendo que suas propriedades elétricas, óticas e magnéticas estão relacionadas a sua estrutura cristalina. Além disso, estes apresentam um rico diagrama de fases, com transições magnéticas (transição de Néel) e elétricas (transição metal-isolante) que podem ser controlados por substituição química, tensão na rede cristalina, densidade de defeitos entre outras. Estas características tornam estes compostos interessantes em várias aplicações como catalise, transistores, biossensores, entre outras. Um dos grandes desafios na síntese desses materiais, é que para estabilizar o Ni3+ na estrutura RNiO3 são em altas temperaturas (T > 900 ºC) e altas pressões de O2 (400 – 2000 bar). Vários trabalhos foram realizados com o intuito de obter estes compostos em condições menos extremas, como deposição de filmes finos e síntese de nanoestruturas como por rotas como eletrofiação, preenchimento de membrana porosa e síntese hidrotermal assistida por micro-ondas (SHAM). Neste contexto, foi sintetizado o composto La1-XYXNiO3 (0 ≤ x ≤ 0,1) por meio da roda de SHAM, onde a síntese foi realizada a 180 ºC por 90 min em um reator de micro-ondas. O precipitado obtido foi lavado, seco, tratado termicamente a 800°C ao ar. As amostras foram caracterizadas por: microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TGA), e a medida da resistividade elétrica em função da temperatura (ρ x T). Imagens de MEV revelou que o LaNiO3 apresenta na sua microestrutura nanopartículas cúbicas as demais amostras apresentaram partículas de tamanhos e formas irregulares. Análises de difração de raios mostram que as amostras (x <0.10) são policristalinas e monofásicas. Elas se cristalizam-se em uma estrutura perovskita distorcida romboedricamente a (simetria para X<0,05 e parece se cristalizar em uma estrutura distorcida ortorrombicamente (simetria Pbnm) para as ademais amostras. Também foi verificado que o limite de solubilidade do Y na matriz de LaNiO3 é próximo de 0,10, as amostras com x > 0,15 apresentam reflexões adicionais de NiO e óxido de ítrio. . Nas medidas de transporte elétrico, na faixa entre 2-300 K as amostras exibem comportamento metálico em toda faixa de temperatura, já em relação a presença de Y, a região de baixa temperatura das amostras com x >0,1 apresentam um aumento da resistividade na região de baixa temperatura. Medidas magnéticas revelam contribuições adicionais na região de baixa temperatura (< 100K) que desviam o comportamento linear a curva de susceptibilidade e que indicam a presença de m ferromagnetismo fraco nestes compostos (~10K). Uma medida preliminar do composto LaNiO3 sugere que é um bom material para uso como sensor de ozônio a temperatura ambiente.