Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Transitions de phase structurelles dans les solutions solides FeVO4 – CrVO4 et effet sur la multiferroïcité dans FeVO4

Goverdhan Reddy Turpu

Français Des études structurelles approfondies utilisant les méthodes de DRX, Raman, Mossbauer et spectroscopie FT-IR ont été réalisées pour établir le diagramme de phase structural des solutions solides FeVO4-CrVO4. Les solutions solides Fe1–xCrxVO4 (0≤ x ≤1,0) ont été synthétisées par la voie standard à l'état solide. FeVO4 et CrVO4 se sont révélés être dans des structures tricliniques (groupe d'espace P-1) et orthorhombiques (groupe d'espace Cmcm), respectivement. L'incorporation de Cr dans le réseau FeVO4 conduit à l'émergence d'une nouvelle phase monoclinique différente des deux éléments extrêmes des solutions solides. Dans Fe1–xCrxVO4 jusqu'à x = 0,10, aucun changement discernable dans la structure triclinique n'a été trouvé. Français Une nouvelle phase monoclinique structurelle (groupe d'espace C2/m) émerge au sein de la phase triclinique à x = 0,125, et avec l'augmentation de la teneur en Cr, elle se stabilise avec des signatures de phase unique claires dans la plage de x = 0,175–0,25 comme en témoigne l'analyse Rietveld des structures. Au-delà de x = 0,33, une phase orthorhombique similaire à CrVO4 (groupe d'espace Cmcm) émerge et coexiste avec une structure monoclinique jusqu'à x = 0,85, qui tend finalement à se stabiliser dans la plage de x¼ 0,90–1,00. Les études spectroscopiques Raman confirment également la transition structurelle. Les spectres Raman FeVO4 montrent les modes liés à trois ions V non équivalents dans la structure triclinique, où jusqu'à 42 modes Raman sont observés dans la présente étude. Avec la stabilisation des structures ayant une symétrie plus élevée, le nombre de modes Raman diminue et les modes liés aux sites inéquivalents de symétrie se regroupent en modes singuliers à partir de la structure en doublet. Les études spectroscopiques Mossbauer du 57Fe montrent une preuve par empreinte digitale de la disparition des sites non équivalents du Fe lorsque la structure passe des phases triclinique-monoclinique-orthorhombique avec l'augmentation de la teneur en Cr dans Fe1–xCrxVO4. Les études FT-IR corroborent également les résultats avec des formations de bandes similaires