The high-entropy concept was applied to synthesize a set of rare-earth perovskites REBO3 (RE = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) with the B-site occupied by Sc, Al, Cr, Ni, and Fe in equimolar ratios. All samples crystallize in the orthorhombic Pnma space group. Using an extended set of characterization measurements, the effects of multi-component material design and rare-earth selection on the electronic properties are explored. Transport measurements show semiconducting behavior. PrBO3, SmBO3, and LaBO3 show low-temperature magnetic ordering, with the ordering temperature shifting with the moment on the A-site.
REFERENCES
1.
C. M.
Rost
,
E.
Sachet
,
T.
Borman
,
A.
Moballegh
,
E. C.
Dickey
,
D.
Hou
,
J. L.
Jones
,
S.
Curtarolo
, and
J.-P.
Maria
, Nat. Commun.
6
, 8485
(2015
).2.
S.
Jiang
,
T.
Hu
,
J.
Gild
,
N.
Zhou
,
J.
Nie
,
M.
Qin
,
T.
Harrington
,
K.
Vecchio
, and
J.
Luo
, Scr. Mater.
142
, 116
(2018
).3.
A.
Sarkar
,
R.
Djenadic
,
D.
Wang
,
C.
Hein
,
R.
Kautenburger
,
O.
Clemens
, and
H.
Hahn
, J. Eur. Ceram. Soc.
38
, 2318
(2018
).4.
B.
Musicó
,
Q.
Wright
,
T. Z.
Ward
,
A.
Grutter
,
E.
Arenholz
,
D.
Gilbert
,
D.
Mandrus
, and
V.
Keppens
, Phys. Rev. Mater.
3
, 104416
(2019
).5.
C.
Kinsler-Fedon
,
Q.
Zheng
,
Q.
Huang
,
E. S.
Choi
,
J.
Yan
,
H.
Zhou
,
D.
Mandrus
, and
V.
Keppens
, Phys. Rev. Mater.
4
, 104411
(2020
).6.
G. G.
Guzmán-Verri
,
R. T.
Brierley
, and
P. B.
Littlewood
, Nature
576
, 429
(2019
).7.
J.-S.
Zhou
and
J.
Goodenough
, Phys. Rev. B
69
, 153105
(2004
).8.
R. J.
Tilley
, Perovskites: Structure-Property Relationships
(
John Wiley & Sons
, 2016
).9.
D.
Sarma
,
N.
Shanthi
, and
P.
Mahadevan
, J. Phys.: Condens. Matter
6
, 10467
(1994
).10.
J. B.
Goodenough
, Phys. Rev.
164
, 785
(1967
).11.
J. B.
Goodenough
, Phys. Rev.
171
, 466
(1968
).12.
M.
Bibes
and
A.
Barthelemy
, IEEE Trans. Electron Devices
54
, 1003
(2007
).13.
H.
Nili
,
S.
Walia
,
S.
Balendhran
,
D. B.
Strukov
,
M.
Bhaskaran
, and
S.
Sriram
, Adv. Funct. Mater.
24
, 6741
(2014
).14.
S.
Ning
,
Q.
Zhang
,
C.
Occhialini
,
R.
Comin
,
X.
Zhong
, and
C. A.
Ross
, ACS Nano
14
, 8949
(2020
).15.
P.
Mandal
,
M.
Pitcher
,
J.
Alaria
,
H.
Niu
,
P.
Borisov
,
P.
Stamenov
,
J.
Claridge
, and
M.
Rosseinsky
, Nature
525
, 363
(2015
).16.
A.
Barman
,
S.
Kar‐Narayan
, and
D.
Mukherjee
, Adv. Mater. Interfaces
6
, 1900291
(2019
).17.
E.
Li
,
Z.
Feng
,
B.
Kang
,
J.
Zhang
,
W.
Ren
, and
S.
Cao
, J. Alloys Compd.
811
, 152043
(2019
).18.
R. D.
Shannon
, Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr.
32
, 751
(1976
).19.
T.
Mizokawa
,
A.
Fujimori
,
T.
Arima
,
Y.
Tokura
,
N.
Mōri
, and
J.
Akimitsu
, Phys. Rev. B
52
, 13865
(1995
).20.
J.-S.
Zhou
,
J.
Goodenough
,
B.
Dabrowski
,
P.
Klamut
, and
Z.
Bukowski
, Phys. Rev. Lett.
84
, 526
(2000
).21.
V.
Goldschmidt
, Trans. Faraday Soc.
25
, 253
(1929
).22.
H. D.
Megaw
, Trans. Faraday Soc.
42
, A224
(1946
).23.
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
, Comput. Mater. Sci.
6
, 15
(1996
).24.
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
, Phys. Rev. B
54
, 11169
(1996
).25.
J. P.
Perdew
,
A.
Ruzsinszky
,
G. I.
Csonka
,
O. A.
Vydrov
,
G. E.
Scuseria
,
L. A.
Constantin
,
X.
Zhou
, and
K.
Burke
, Phys. Rev. Lett.
100
, 136406
(2008
).26.
S. L.
Dudarev
,
G. A.
Botton
,
S. Y.
Savrasov
,
C. J.
Humphreys
, and
A. P.
Sutton
, Phys. Rev. B
57
, 1505
(1998
).27.
A.
Zunger
,
S. H.
Wei
,
L. G.
Ferreira
, and
J. E.
Bernard
, Phys. Rev. Lett.
65
, 353
(1990
).28.
A.
Van De Walle
, Calphad
33
, 266
(2009
).29.
A.
Van De Walle
,
M.
Asta
, and
G.
Ceder
, Calphad
26
, 539
(2002
).30.
A.
van de Walle
,
P.
Tiwary
,
M.
de Jong
,
D. L.
Olmsted
,
M.
Asta
,
A.
Dick
,
D.
Shin
,
Y.
Wang
,
L. Q.
Chen
, and
Z. K.
Liu
, Calphad
42
, 13
(2013
).31.
A. V. D.
Walle
and
M.
Asta
, Modell. Simul. Mater. Sci. Eng.
10
, 521
(2002
).32.
P. E.
Blöchl
, Phys. Rev. B
50
, 17953
(1994
).33.
H.
Taguchi
, J. Solid State Chem.
131
, 108
(1997
).34.
V.
Zhivulin
,
E.
Trofimov
,
S.
Gudkova
,
A. Y.
Punda
,
A.
Valiulina
,
A.
Gavrilyak
,
O.
Zaitseva
,
D.
Tishkevich
,
T.
Zubar
, and
Z.
Sun
, Ceram. Int.
48
, 9239
(2022
).35.
V. E.
Zhivulin
,
E. A.
Trofimov
,
S. A.
Gudkova
,
I. Y.
Pashkeev
,
A. Y.
Punda
,
M.
Gavrilyak
,
O. V.
Zaitseva
,
S. V.
Taskaev
,
F. V.
Podgornov
, and
M. A.
Darwish
, Nanomaterials
11
, 1014
(2021
).36.
M. K.
Warshi
,
V.
Mishra
,
A.
Sagdeo
,
V.
Mishra
,
R.
Kumar
, and
P.
Sagdeo
, Ceram. Int.
44
, 8344
(2018
).37.
C.
Derks
,
K.
Kuepper
,
M.
Raekers
,
A.
Postnikov
,
R.
Uecker
,
W.
Yang
, and
M.
Neumann
, Phys. Rev. B
86
, 155124
(2012
).38.
M.
Gupta
,
O. V.
Rambadey
, and
P. R.
Sagdeo
, Ceram. Int.
48
, 23072
(2022
).39.
R.
Mguedla
,
A. B. J.
Kharrat
,
M.
Saadi
,
K.
Khirouni
,
N.
Chniba-Boudjada
, and
W.
Boujelben
, J. Alloys Compd.
812
, 152130
(2020
).40.
M.
Yaseen
,
H.
Ambreen
,
J.
Iqbal
,
A.
Shahzad
,
R.
Zahid
,
N. A.
Kattan
,
S. M.
Ramay
, and
A.
Mahmood
, Philos. Mag.
100
, 3125
(2020
).41.
A. T. S.
Sudandararaj
,
G. S.
Kumar
,
M.
Dhivya
,
R.
Eithiraj
, and
I. S.
Banu
, J. Alloys Compd.
817
, 152747
(2020
).42.
A. P.
Sakhya
,
D.
Rai
,
A.
Dutta
,
R.
Thapa
, and
T.
Sinha
, RSC Adv.
6
, 59988
(2016
).43.
R.
Kumar
,
R.
Choudhary
,
M.
Ikram
,
D.
Shukla
,
S.
Mollah
,
P.
Thakur
,
K.
Chae
,
B.
Angadi
, and
W.
Choi
, J. Appl. Phys.
102
(7
), 073707
(2007
).44.
X.
Xu
,
J.
Peng
,
Z.
Li
,
H.
Ju
, and
R.
Greene
, Phys. Rev. B
48
, 1112
(1993
).45.
J.
Torrance
,
P.
Lacorre
,
A.
Nazzal
,
E.
Ansaldo
, and
C.
Niedermayer
, Phys. Rev. B
45
, 8209
(1992
).46.
47.
Y.
Yin
,
F.
Shi
,
G.-Q.
Liu
,
X.
Tan
,
J.
Jiang
,
A.
Tiwari
, and
B.
Li
, Appl. Phys. Lett.
120
(8
), 082404
(2022
).48.
S.
Kumar
,
I.
Coondoo
,
M.
Vasundhara
,
S.
Kumar
,
A. L.
Kholkin
, and
N.
Panwar
, J. Phys.: Condens. Matter
29
, 195802
(2017
).49.
B.
Tiwari
,
A.
Dixit
,
R.
Naik
,
G.
Lawes
, and
M. R.
Rao
, Mater. Res. Express
2
, 026103
(2015
).50.
H.
Guo
,
Z.
Li
,
L.
Zhao
,
Z.
Hu
,
C.
Chang
,
C.-Y.
Kuo
,
W.
Schmidt
,
A.
Piovano
,
T.
Pi
, and
O.
Sobolev
, Nat. Commun.
9
, 43
(2018
).51.
A.
Azad
,
A.
Mellergård
,
S.-G.
Eriksson
,
S.
Ivanov
,
S.
Yunus
,
F.
Lindberg
,
G.
Svensson
, and
R.
Mathieu
, Mater. Res. Bull.
40
, 1633
(2005
).52.
J.
Zhang
,
J.
Yan
,
S.
Calder
,
Q.
Zheng
,
M. A.
McGuire
,
D. L.
Abernathy
,
Y.
Ren
,
S. H.
Lapidus
,
K.
Page
, and
H.
Zheng
, Chem. Mater.
31
, 3705
(2019
).53.
V.
Zhivulin
,
E.
Trofimov
,
O.
Zaitseva
,
D.
Sherstyuk
,
N.
Cherkasova
,
S.
Taskaev
,
D.
Vinnik
,
Y. A.
Alekhina
,
N.
Perov
, and
D.
Tishkevich
, Ceram. Int.
49
, 1069
(2023
).54.
P.
Dimitar
,
A.
Bogdan
, and
L.
Vasil
, J. Rare Earths
28
, 602
(2010
).55.
J.
Coey
, J. Appl. Phys.
49
, 1646
(1978
).56.
S.
Acharya
,
J.
Mondal
,
S.
Ghosh
,
S.
Roy
, and
P.
Chakrabarti
, Mater. Lett.
64
, 415
(2010
).57.
N.
Lakshminarasimhan
,
A. N.
Kumar
,
S. S.
Chandrasekaran
, and
P.
Murugan
, Prog. Solid State Chem.
54
, 20
(2019
).58.
J.-H.
Lee
,
Y. K.
Jeong
,
J. H.
Park
,
M.-A.
Oak
,
H. M.
Jang
,
J. Y.
Son
, and
J. F.
Scott
, Phys. Rev. Lett.
107
, 117201
(2011
).59.
B. F.
Woodfield
,
M. L.
Wilson
, and
J. M.
Byers
, Phys. Rev. Lett.
78
, 3201
(1997
).60.
K.
Sreedhar
,
J.
Honig
,
M.
Darwin
,
M.
McElfresh
,
P.
Shand
,
J.
Xu
,
B.
Crooker
, and
J.
Spalek
, Phys. Rev. B
46
, 6382
(1992
).© 2024 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2024
Author(s)
You do not currently have access to this content.
