Estudios de evolución estructural de soluciones solidas de BaTiO₃ dopadas con Er³⁺ (método de reacción en estado sólido

Abstract

Se sintetizaron composiciones de BaTiO3 dopadas con erbio empleando el método convencional de reacción en estado sólido en atmosfera de aire, de acuerdo a la formula general Ba1-xErxTi1-x/4O3 y x = 0,0; 0,003; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35 Er3+ (% peso). Las muestras de BaTiO3 dopadas con Er3+ fueron preparadas usando carbonato de bario [BaCO3], óxido de titanio [TiO2] y óxido de erbio [Er2O3] como precursores. Los polvos fueron decarbonatados a 900 °C por 12 h y sinterizados a 1400 °C por 12 h. La evolución estructural de las soluciones sólidas fue monitoreada por difracción de rayos X (DRX), espectroscopia Raman (ER), espectroscopia de infrarrojo (EI) y microscopía electrónica de barrido (MEB-EDS). Los resultados mostraron que la fase cristalina de las partículas obtenidas fue BaTiO3 predominantemente tetragonal. Se encontró una fase secundaria identificada como pirocloro (Er2Ti2O7) cuando el contenido de Er3+ en las muestras fue mayor que 0,05 % peso. El límite de solubilidad de Er3+ en la estructura cristalina del BaTiO3 se alcanzó cuando x fue = 0,05. Los resultados obtenidos por MEB-EDS indicaron la incorporación de erbio en la estructura cristalina del BaTiO3. Los resultados de EI no mostraron bandas de contaminación de grupos O-H en los productos obtenidos.