Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio, a Academia de Ciência e Tecnologia de Kanagawa relatou uma distribuição de carga incomum de Pb ²⁺ Pb ^{4 + 3} Co ^{2 + 2} Co ^{3 + 2} O ¹² para um perovskite PbCoO ³ sintetizado em 12 GPa, com pedidos de cobrança nos sites A e B de um ABO ³ perovskite. Essa estratégia pode possivelmente levar à produção de materiais de próxima geração com propriedades fascinantes, como supercondutividade, magnetorresistência colossal, e alta energia termelétrica.

Os metais de transição (TMs) exibem grau de liberdade de carga, resultando em propriedades interessantes, como ordenação de carga relacionada às transições metal-isolador, supercondutividade de alta temperatura, magnetorresistência colossal, e alta energia termelétrica. Os íons metálicos com valência meio-inteira tendem a se dividir em dois íons de valência inteira ordenados espacialmente. Para realizar um estado de valência de meio inteiro e ordenação de carga no site B de uma perovskita ABO ³ , dois ou mais elementos com valências diferentes precisam ser misturados no site A.

Um grupo de pesquisadores, Prof. Masaki Azuma do Instituto de Tecnologia de Tóquio, e o Dr. Yuki Sakai da Academia de Ciência e Tecnologia de Kanagawa e colegas, relataram um sistema de carga média incomum de meio-inteiro Pb ^3,5+ M ^2,5+ O ³ com pedido de cobrança nos sites A e B de um PbCoO de perovskita ³ . Além disso, as ordens de carga nesses locais foram estabilizadas pelo ajuste dos níveis de energia dos orbitais Pb 6s e TM 3d. Cálculos de soma de valência de ligação revelaram uma distribuição de valência de Pb ²⁺ Pb ^{4 + 3} Co ^{2 + 2} Co ^{3 + 2} O ¹² , com Pb e Co exibindo pedido de carga, apesar da composição química do PbCoO ³ . Como esperado, o estado de oxidação médio era Pb ^3,5+ Co ^2,5+ O ³ , com valências meio-inteiras em ambos os sítios A e B da estrutura perovskita estabilizada pelos níveis balanceados de Pb 6s e Co 3d. A distribuição de valência do PbMO ³ foi controlado ajustando a profundidade do nível d de M. Espera-se que a complexa distribuição de valência mude nas perturbações, por exemplo., pressão e modificação química. Por exemplo, quando o pedido de carga Co é derretido, Pb ^{2 + 0,25} Pb ^{4 + 0,75} Co ^2,5+ O ³ é formado, Pb ^{2 + 0,5} Pb ^{4 + 0,5} Co ³⁺ O ³ é formado pela primeira vez pela transferência de carga intermetálica entre Pb e Co e, em seguida, possivelmente Pb ²⁺ Co ⁴⁺ O ³ sob pressão.

No futuro, a aplicação da estratégia de realização de estados de valência mistos nos locais A e B de compostos de perovskita por meio do ajuste da diferença de energia entre Pb 6s e orbitais 3d de metal de transição será relatada para outros sistemas com elementos de salto de valência, por exemplo., Au, Tl, e Sb.