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The solid solution series Tl(V1−xCrx)5Se8: crystal structure, magnetic and thermoelectric properties

Authors :
Raghavendra Nunna
David Berthebaud
Sylvie Hébert
Franck Gascoin
Arthur Mar
Stefan A. Maier
Robin Lefèvre
Xinsong Lin
Laboratoire de Microélectronique et de Physique des Semiconducteurs (LaMIPS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-NXP Semiconductors [France]
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
University of Alberta
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-NXP Semiconductors [France]-Presto Engineering Europe
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Materials Chemistry C, Journal of Materials Chemistry C, Royal Society of Chemistry, 2015, 3 (40), pp.10509-10517. ⟨10.1039/c5tc01766a⟩, Journal of Materials Chemistry C, 2015, 3 (40), pp.10509-10517. ⟨10.1039/c5tc01766a⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
Royal Society of Chemistry (RSC), 2015.

Abstract

International audience; The crystal structure of single crystalline members of the solid solution series Tl(V1-xCrx)5Se8 (x = 0-1 and Δx = 0.2) was determined and the magnetic and thermoelectric properties of bulk TlV5Se8 were investigated. All compounds crystallize in the pseudo-hollandite-type structure (C2/m) with a nonlinear increase in the unit cell volume due to a simultaneous increase/decrease in the transition metal distances across the edge/face-sharing octahedra. A slight Tl deficiency was found for single crystalline TlV5Se8 and Tl(V0.8Cr0.2)5Se8 as well as for bulk TlV5Se8 according to Rietveld and single crystal structure refinements. The metallic character of bulk TlV5Se8 and its low electrical resistivity compared to poly- and single-crystalline TlCr5Se8 can probably be associated with this probable Tl deficiency. In TlV5Se8, anomalies in the low temperature Seebeck coefficient, i.e. a maximum at T ∼ 14 K and two sign changes at T ∼ 47 K and T ∼ 167 K, were found. Bulk TlV5Se8 is a highly frustrated (f = /TN ≈ 42 K) Curie-Weiss paramagnet ordering antiferromagnetically ( = -1287 K) below TN ≈ 31 K with an effective magnetic moment of μ = 2.68 μB corresponding to V3+. Low-field M(H) measurements revealed the existence of a small ferromagnetic component below TN in bulk TlV5Se8 and, despite the observed spin frustration, no spin glass phase was found in this compound. © 2015 The Royal Society of Chemistry.

Details

ISSN :
20507534 and 20507526
Volume :
3
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Materials Chemistry C
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7bee10054b0ccb959375ff1222da5788
Full Text :
https://doi.org/10.1039/c5tc01766a