Effets de covalence liés à l’ionicite nominale d’ions 3d substitués en site octaédrique dans les oxydes de type perovskite

¹ Physico-Chimie des Matériaux Luminescents, UA 442. Université Claude Bernard Lyon I, 43, bd du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France.
² I.S.I.D.T. Université Claude Bernard Lyon I, 43, bd du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France.
³ Institut de Physique Nucléaire (et IN2P3), Université Claude Bernard Lyon I, 43, bd du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France.

Résumé

La substitution d’une impureté B au centre d’un oxyde cubique définit un complexe BO₆ de symétrie O_h représentant dans une première approche le cristal dopé. Ce modèle a été utilisé pour déterminer les structures électroniques de divers ions 3d. du Nickel au Titane, substitués dans une matrice perovskite de type SrTiO₃, en utilisant la version spin-polarisée de la méthode SCF-Χα. Cette étude systématique, en fonction de l’ionicité nominale n de l’ion et de sa configuration de spin, a permis d’établir certaines règles liant le degré de covalence des liaisons B-O à n.

Abstract

The electronic structure of 3d transition metal ions embedded in cubic ABO₃ perovskite hosts are calculated using the spin unrestricted SCF Xα method. The covalent bond strength of the metal ion is described quantitatively by three parameters estimated from population analysis. A straight relation stems between the nominal ionicity n₁ the covalent bonding strength and the localization of the M3d levels inside the gap.

The covalent bonding increases with n for a given metallic ion and along an isoelectronic serie. It increases too with the number of 3d electrons lying in the valence shell of different ions of same n.