Resumo: Co3O2BO3 é um oxiborato de valência mista que cristaliza na estrutura ludwigite. Um experimento recente de difração de nêutrons indica íons Co3+ em um estado de baixo spin a temperaturas abaixo de ~ 40 K, enquanto dados de suscetibilidade magnética são mais consistentes com esses íons em um estado de spin alto acima de ~ 150 K. Uma investigação mais completa dos estados eletrônicos e magnéticos de Co é assim requerida. Para este fim foram realizadas medidas de absorção de raios X, difração de raios X, susceptibilidade magnética e resistividade-cc. Observamos anomalias na condutividade elétrica e nos parâmetros de rede Co3O2BO3, onde a borda de absorção K do Co parece responder a essas anomalias. As bordas de absorção L2,3 do Co indicam íons Co3+ em um estado de spin alto à temperatura ambiente. Além disso, o inverso da curva de susceptibilidade magnética desvia da lei de Curie-Weiss até temperaturas tão altas quanto ~ 550 K. Essas observações são interpretadas em termos de duas transições de ordenamento de carga, as quais são acompanhados por uma reacomodação dos parâmetros de rede, e um cruzamento de estados de spin alto e baixo nos ions de Co3+ Ver menos

Abstract: Co3O2BO3 is a mixed valence oxyborate that crystallizes in the ludwigite structure. A recent neutron powder diffraction experiment indicates Co3+ ions in a low spin (LS) state at temperatures below ~ 40 K, while magnetic susceptibility data are more consistent with these ions in a high spin (HS) state above ~ 150 K. A more thorough investigation of the Co electronic and magnetic states is thus called for. To this end, X-ray absorption, X-ray diffraction, magnetic susceptibility, and dc-resistivity measurements were performed. We have observed anomalies in the electrical conductivity and in the lattice parameters of Co3O2BO3, where the Co K absorption edge seems to respond accordingly to these anomalies. The Co L2,3 absorption edges indicate Co3+ ions in a HS state at room temperature. In addition, the inverse of magnetic susceptibility curve deviates from the Curie-Weiss law up to temperatures as high as ~ 550 K. These observations are interpreted in terms of two charge ordering transitions, which are accompanied by a reaccommodation of the lattice parameters, and a Co3+ LS-HS spin state crossover Ver menos