Migración de cerámicas Perovskitas hacia sistemas de alta entropía vía sustitución catiónica: estudio de sus propiedades electrónicas

Abstract

Los sistemas multicomponentes son materiales que recientemente han despertado gran interés científico-tecnológico ya que exhiben propiedades mejoradas tanto físicas como químicas las cuales hacen viable suplir a los materiales convencionales. En 2004 se sintetizó por primera vez un material interesante: una aleación multicomponente cuya distinción radica en sus propiedades novedosas, surgiendo así las llamadas aleaciones de alta entropía (HEAs), las cuales constan de cinco elementos y cuentan con una estructura cristalina simple, basada en una solución solida desordenada de elementos, con una variedad de propiedades estructurales, eléctricas, térmicas, magnéticas, etc. Una gran entropía de mezcla es el concepto clave, que explica la formación de fases simples [1][2]. Específicamente, las HEAs se de nen como aleaciones formadas por 5 o más elementos principales con concentraciones de 5 a 35% atómico. De igual forma se ha encontrado que presentan una sola fase que puede ser BCC, FCC o HCP, aunque en ocasiones se puede presentar una combinación de fases. Los primeros estudios de esta nueva familia de materiales han puesto en evidencia un gran potencial en sus posibles aplicaciones, ya que estas aleaciones muestran propiedades tales como una alta resistencia mecánica y una gran estabilidad térmica. Este nuevo concepto de aleaciones permite explorar un campo de composiciones cuasi infinito. El concepto de alta entropía se ha extendido a las cerámicas, entre las que se encuentran óxidos (HEOs), nitruros (HENs), carburos (HECs), boruros (HEBs), hidruros (HEHs), siliciuros (HESis), sulfuros (HESs), uoruros (HEFs), fosfuros (HEPs), fosfatos (HEPO4s), oxinitruros (HEONs), carbonitruros (HECNs) y boro carbonitruros (HEBCNs) [3]. De forma similar a las HEAs, las cerámicas de alta entropía se de nen como cerámicas que contienen 5 o más cationes metálicos diferentes con una estructura cristalina monofásica y entropía configuracional (Sconfig ) mayor a 1.5 R.