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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.76.2003.tde-02092010-114601
Document
Author
Full name
Luciara Benedita Barbosa
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2003
Supervisor
Committee
Andreeta, Jose Pedro (President)
Baldochi, Sonia Licia
Garcia, Ducinei
Kiminami, Claudio Shyinti
Mokross, Bernhard Joachim
Title in Portuguese
Crescimento de fibras monocristalinas pela técnica LHPG e caracterização dos compostos Ba0,77Ca0,23TiO3, Ca2FeMoO6, CaMoO4 e SrMoO4-CaMoO4 (cristal gradiente).
Keywords in Portuguese
Ba0.77Ca0.23TiO3
Cristal gradiente
LHPG
Magnetoresistência gigante
Abstract in Portuguese
Este trabalho teve como finalidade determinar e otimizar as condições para a preparação e a caracterização de monocristais de alguns óxidos que apresentam considerável dependência de suas propriedades físico-químicas finais e magnitude da pressão da atmosfera de crescimento. Experimentos que envolvem diversas adaptações de um sistema de fusão a laser de pedestais foram projetados para investigar o melhor crescimento de monocristais de molibdatos alcalinos isolados e mistos (CaMoO4, cristal gradiente de CaMoO4-SrMoO4, Ca26) e de um óxido titanato alcalino (Ba0,77Ca0,23TiO3). Também, os aspectos teóricos das condições experimentais foram estudados nos termos de um modelo termodinâmico existente. Adicionalmente, é mostrado que técnicas de caracterização estruturais (curvas de rocking com raios-X, topografia de raios X, método de Rietveld), térmicas (análise térmica diferencial) e ópticas (absorção ótica) foram aplicadas com sucesso além de outros métodos de caracterização bem estabelecidos (fotografia de retro-reflexão de raios-X, análise por raios-X de elétrons retro-espalhados, microscopia eletrônica de varredura). Os experimentos e os dados das caracterizações revelam que CaMoO4, SrMoO4 e Ba0,77Ca0,23 podem ser crescidos ao ar sem alterações de suas propriedades quando tratamento térmico cuidadoso é realizado nos reagentes de partida e aos produtos, enquanto que o Ca2FeMoO6 somente pode ser crescido em atmosfera isostática de N2 e em uma faixa pequena de pressões (0,25-0,75 bar). Em qualquer caso, a estabilidade do processo de crescimento é alcançada quando gradientes térmicos específicos e relações geométricas na zona fundida são estabelecidos após a imposição de uma atmosfera adequada de crescimento. As medidas estruturais, térmicas, ópticas e de composição convencionais confirmam a formação de fases e estequiometrias desejadas. Os dados estruturais refinados e de alta resolução demonstram o controle da composição e conseqüentemente do espaçamento interplanar de rede no cristal gradiente CaMoO4-SrMoO4, um primeiro exemplo de cristal gradiente de um óxido crescido por uma técnica de zona flutuante, e abrindo um panorama largo de possibilidades para a preparação de outros cristais gradientes de óxidos.
Title in English
Growth of single crystal fibers by the technique LHPG and characterization of compounds Ba0,77Ca0,23TiO3, Ca2FeMoO6, CaMoO4 and SrMoO4-CaMoO4 (crystal gradient).
Keywords in English
Ba0.77Ca0.23TiO3
Giant magnetoresistance
Grandient crystal
LHPG
Abstract in English
This thesis examines the conditions for the optimized single crystal preparation and characterization of some oxides compounds that present high dependency of the nature and pressure magnitude of the growth atmosphere on their final physico-chemical properties. Experiments involving several adaptations to a laser-heated pedestal growth system were designed to investigate the best crystal growth of a mixed alkaline titanate oxide (Ba0,77Ca0,23TiO3) and single and mixed alkaline molybdates oxides (CaMoO4, cristal gradiente de CaMoO4-SrMoO4, Ca26). AIso, theoretical aspects of the experimental conditions were studied in terms of an existent thermodynamical model. In addition, it is shown that non-standard to techniques to characterize crystal' s structural features (X-ray rocking, X-ray topography, Rietveld's method), thermo-physical (Differential Thermal Analysis) and optical properties (Optical Absorption) were succesfully applied besides others well established characterization methods. (X-ray Laue backreflection photography, Electron Dispersive X-Ray Analysis, Scanning Electron Microscopy). Experiments and characterizations data reveal that CaMoO4, SrMoO4 e Ba0,77Ca0,23succesfully grow in air at room conditions when careful thermal treatment of the starting materiaIs and products, while Ca2FeMo06 only can be grown in isostatic atmosphere of N2/H2 (95‰ vol./5‰ voI.) and at a short pressure range (0.25-0.75 bar). In any case, the stability of the growth process is reached when specific thermal gradients and geometric relations in the meU are established after the imposition of an adequate growth atmosphere. Conventional structure, thermal, optical and composition measurements confirm the formation of desired phases and stoichiometries with excellent results for both single and mixed compounds. Refined and high resolution structural data demonstrate large control of composition and therefore interplanar lattice spacing in the gradient crystal CaMoO4-SrMoO4, a first example of an oxide gradient crystal grown by a floating zone technique, and open a wide panorama of possibilities for the preparation of novel gradient oxides crystals.
 
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LuciaraBarbosaD.pdf (10.04 Mbytes)
Publishing Date
2010-09-08
 
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