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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.97.2017.tde-29032017-103241
Document
Author
Full name
Felipe Souza Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2017
Supervisor
Committee
Santos, Carlos Alberto Moreira dos (President)
Gil, Miguel Angel Ramirez
Jardim, Renato de Figueiredo
Nunes, Carlos Angelo
Title in Portuguese
Crescimento de monocristais do sistema Sr1-xCaxTiO3 e estudo in situ da cinética de desoxigenação
Keywords in Portuguese
Cinética; Semicondutores; Monocristais; Supercondutividade
Abstract in Portuguese
O titanato de estrôncio é um dielétrico com elevada energia de gap entre a banda de va-lência e a banda de condução, porém quando alguns íons de oxigênio são removidos de sua estrutura cristalina, o composto se torna um semicondutor dopado do tipo n com um regime de ionização de impurezas diferente dos outros semicondutores convencionais. Além disto, o composto exibe uma supercondutividade anômala que diverge da teoria BCS no que diz respeito às interações elétron-fônon. Na medida em que o oxigênio é removido do cristal, a resistividade elétrica diminui no composto, sendo assim, este trabalho tem o objetivo de estudar a evolução do tratamento térmico que transforma o estado isolante em um semicondutor através de medidas de resistividade elétrica in situ durante o tratamento de desoxigenação de monocristais de titanatos de estrôncio crescidos pelo método Floating zone. Com o interesse de estudar as propriedades físicas do sistema Sr1-xCaxTiO3, amostras com diferentes teores de cálcio na faixa entre x = 0 e x = 0,05 foram preparadas e caracteriza-das por difratometria de raios X e medidas de calor específico. A cinética de desoxigena-ção é descrita por modelos matemáticos ajustados sobre pontos experimentais adquiridos nas medidas de resistividade elétrica in situ durante o tratamento térmico. Foi observado que a cinética de desoxigenação é de primeira ordem com energia de ativação de 1,4±0,1 eV, que concorda com os dados previamente reportados na literatura.
Title in English
Crystal growth of Sr1-xCaxTiO3 system and in situ deoxygenation kinetics study
Keywords in English
Kinetics; Semiconductors; Single crystals; Superconductivity
Abstract in English
Strontium titanate is a dielectric material with large energy gap between valence and con-duction bands. However, when some oxygen ions are removed from the crystal structure it becomes n-type semiconductor with an impurity ionization regime which differs from conventional semiconductors. Furthermore, this compound exhibits non-conventional su-perconductivity which can not be described by electron-phonon interaction predicted by BCS theory. When oxygen gets out from the sample electrical resistivity decreases. The goal of this work is study the deoxygenation kinetics during annealing which turns an insulator into a semiconductor using in situ electrical resistivity measurements during the thermal an-nealing of titanate single crystals grown by Floating zone Method. In order to study physical properties of Sr1-xCaxTiO3 system, samples with different cal-cium contents between x = 0 and 0.05 were prepared and characterized by X-ray difratom-etry and heat capacity. Deoxygenation kinetics were analyzed by models with fits the experimental data acquired at in situ electrical resistivity measurements. It was observed that deoxygenation kinetics is of first order with energy activation of 1,4±0,1 eV The estimated value for activation energy agrees with previously reported data.
 
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Publishing Date
2017-03-29
 
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