Europium(II)-titanat

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Europium(II)-titanat.
_ Eu 0 _ Ti 0 _ O
Allgemeines
Name Europium(II)-titanat
Andere Namen
  • ETO
  • Europium(II)-titan(IV)-oxid
Verhältnisformel EuTiO3
Kurzbeschreibung

schwarz glänzender Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12020-61-0
Wikidata Q86998203
Eigenschaften
Molare Masse 247,829 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

6,15 g·cm−3[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Europium(II)-titanat ist ein schwarzes Mischoxid von Europium und Titan aus der Gruppe der Titanate. Es kristallisiert in der Perowskit-Struktur.[1]

EuTiO3 wurde zum ersten Mal 1966 von McGuire, Shafer, Joenk, Halperin und Pickart beschrieben und auf die magnetische Struktur hin untersucht.[3] Mehr Aufmerksamkeit bekam diese Verbindung im Beginn des 21. Jahrhunderts (2001 bis 2015) aufgrund des Tieftemperatur Phasenübergangs zu antiferromagnetischem Verhalten bei TN = 5,5 K was einen wesentlichen Einfluss auf die dielektrische Konstante hat.[4][5][6]

Gewinnung und Darstellung

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Getrocknetes Eu2O3 und Ti2O3 werden 1:1 vermischt und in einer Argon-Atmosphäre bei 1400 °C zur Reaktion gebracht.[4]

Dabei wird das Europium reduziert und das Titan oxidiert.

Europium(II)-titanat kristallisiert in der tetragonalen Raumgruppe I4/mcm (Raumgruppen-Nr. 140)Vorlage:Raumgruppe/140 mit den Gitterparametern a = 551,92(2) pm, c = 781,64(8) pm (gemessen bei 90 K) und in Raumgruppe Pm3m (Raumgruppen-Nr. 221)Vorlage:Raumgruppe/221 mit den Gitterparametern a = 390,82(2) pm (gemessen bei 300 K).[4][7] Die Phasenumwandlung tritt bei 282 K auf.[4][8] Die Umwandlungstemperatur der Kristallstruktur von der Tieftemperatur in die Hochtemperaturphase nimmt mit steigendem Druck zu.[9] Die Verbindung wird unterhalb von 5,5 K antiferromagnetisch im G-Typ.[10] Die spezifische Wärmekapazität beträgt 125 J·mol−1·K−1 (bei 600 K).[1] Die Wärmeleitfähigkeit bei 290 K liegt bei 7,6 W·m−1·K−1 und die elektrische Leitfähigkeit bei 105 (Ω·m)−1(bei 330 K).[1]

Einzelnachweise

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  1. a b c d e 1. Muta, Hiroaki: Thermoelectric Properties of Lanthanum-Doped Europium Titanate. In: Materials Transactions. Band V46, Nr. 7, 2005, S. 1466–1469, doi:10.2320/matertrans.46.1466.
  2. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  3. T. R. McGuire, M. W. Shafer, R. J. Joenk, H. A. Halperin, and S. J. Pickart: Magnetic structure of EuTiO3. In: J. Appl. Phys. Band 37, 1966, S. 981.
  4. a b c d J. Köhler, R. Dinnebier, A. Bussmann-Holder: Structural instability of EuTiO3 from X-ray powder diffraction. In: Phase Transitions. Band 85, Nr. 11, 2012, S. 949–955, doi:10.1080/01411594.2012.709634, arxiv:1205.5374.
  5. S. Kamba, D. Nuzhnyy, P. Vaněk, M. Savinov, K. Knížek, Z. Shen, E. Šantavá, K. Maca, M. Sadowski, J. Petzelt: Magnetodielectric effect and optic soft mode behaviour in quantum paraelectric EuTiO3 ceramics. In: Europhys. Lett. Band 80, 2007, S. 27002, doi:10.1209/0295-5075/80/27002.
  6. T. Katsufuji and H. Takagi: Coupling between magnetism and dielectric properties in quantum paraelectric EuTiO3. In: Phys. Rev. B. Band 64, 2001, S. 054415-1–054415-4, doi:10.1103/PhysRevB.64.054415.
  7. A. Bussmann-Holder, Z. Guguchia, J. Köhler, H. Keller, A. Shengelaya, A. R. Bishop: Hybrid paramagnon phonon modes at elevated temperatures in EuTiO3. In: New Journal of Physics. Band 14, 2012, S. 093013, doi:10.1088/1367-2630/14/9/093013.
  8. Bussmann-Holder, J. Köhler, R. K. Kremer, J. M. Law: Relation between structural instabilities in EuTiO3 and SrTiO3. In: Phys. Rev. B. Band 83, 2011, S. 212102, doi:10.1103/PhysRevB.83.212102.
  9. P. Parisiades, E. Liarokapis, J. Köhler, A. Bussmann-Holder, M. Mezouar: Pressure-temperature phase diagram of multiferroic EuTiO3. In: Phys. Rev. B. Band 92, 2015, S. 064102, doi:10.1103/PhysRevB.92.064102.
  10. Z. Guguchia, H. Keller, A. Bussmann-Holder, J. Köhler, R. K. Kremer: The low temperature magnetic phase diagram of EuxSr1-xTiO3. In: Eur. Phys. J. B. Band 86, 2013, S. 409–412, doi:10.1140/epjb/e2013-40632-y.