Investigadores de la UC desentrañan el proceso de metalización de compuestos de tierras raras
La investigadora Beatriz Galindo, Virginia Monteseguro, explica que la interacción de campo cristalino es la principal responsable del proceso de metalización en los calcogenuros de europio.
"Se trata de un conocimiento indispensable para desvelar la estructura electrónica de compuestos de tierras raras y su influencia en la metalización", adelanta la investigadora Virginia Monteseguro Padrón, autora principal de dos artículos del grupo de Altas Presiones y Espectroscopía de la Universidad de Cantabria (UC) en el que han descubierto el mecanismo físico fundamental responsable de la metalización de los calcogenuros de europio, uno de los compuestos de tierras raras, a alta presión.
Investigadora Beatriz Galindo de la UC, Virginia Monteseguro ha liderado este proyecto que ha llevado a la publicación de dos artículos científicos. Uno más concreto, publicado en forma de Comment, en la revista
Physical Review Letters, y el otro más general, "Crystal-field mediated electronic transitions of EuS up to 35 GPa", publicado en
Scientific Reports.
El trabajo combina experimentos de absorción óptica, infrarroja y rayos X con cálculos teóricos ab initio. La absorción óptica ha sido llevada a cabo en los laboratorios del grupo en el departamento de Ciencias de la Tierra y Física de la Materia Condensada (CITIMAC) y en el Servicio de Caracterización de Materiales (SERCAMAT) de la UC, y para la espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) se ha utilizado la gran instalación europea de radiación sincrotrón European Synchrotron Radiation Facility (ESRF).
Las técnicas de alta presión permiten generar modificaciones en la estructura atómica y electrónica de estos compuestos. "A través de la absorción óptica y de infrarrojo hemos podido observar las dos transiciones electrónicas que tienen lugar en el sulfuro de europio", explica la investigadora Virginia Monteseguro.
La primera consiste en una transición semiconductor - semimetal y la segunda conduce a una completa metalización. Este fenómeno ha sido explicado a través de medidas XAS, que han permitido seguir la evolución del campo cristalino con la presión y observar su efecto sobre los niveles electrónicos del europio.
"Hemos podido concluir que la interacción de campo cristalino es la principal responsable de los procesos de metalización, por encima de otras interacciones electrónicas, como la culombiana o espín-órbita, que son importantes en compuestos de europio", señala Virginia Monteseguro.
Precisamente, conocer en profundidad la teoría de XAS, ha permitido a los científicos revisar y subsanar un artículo publicado en la revista Physical Review Letters sobre las transiciones electrónicas del óxido de europio (EuO).
"Nuestro artículo en forma de Comment clarifica los fundamentos físicos involucrados en XAS y cómo a partir de una interpretación precisa de XAS es posible obtener la evolución con la presión del campo cristalino", señala Monteseguro.
Beatriz Galindo
Virginia Monteseguro es investigadora en la Universidad de Cantabria a través del programa de ayudas Beatriz Galindo para la atracción del talento investigador. Su campo de investigación es la física de materiales bajo condiciones extremas de presión y temperatura con interés tanto en cálculos teóricos
ab initio como en técnicas experimentales (absorción y difracción de rayos X).
Licenciada y doctorada en Física en la Universidad de La Laguna (Tenerife), tras trabajar en el sincrotrón europeo (ESRF) y en la Universidad de Valencia como investigadora Juan de la Cierva, obtuvo un contrato Beatriz Galindo en la UC, que desarrolla desde febrero de 2021 y hasta enero de 2025, para investigar la estructura electrónica y magnética de dobles perovskitas de hierro bajo alta presión y baja temperatura.
PIE DE FOTO: Virginia Monteseguro, autora principal de ambos artículos.
