ESPECTROSCOPIA EPR

Autor: MOURE ARROYO ALBERTO.
Año: 2002.
Universidad: AUTONOMA DE MADRID.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID (CSIC).

Resumen: La motivación principal de este trabajo se centra en la carencia en la preparación de cerámicas con estructura de tipo Aurivillius de estudios dedicados a la obtención de microestructura y textura óptimas para aplicaciones piezoeléctricas a altas temperaturas. La microestructura cerámica idela mecánicamente, de acuerdo con la literatura previa, es isótropa, combinada con un bajo contenido en porosidad. Por otro lado, debe conseguirse un adecuado tamaño de grano que aumente la actividad piezoeléctrica del material. Para la optimización de microestructura se utilizó la activación mecánica como medio para obtener precursores altamente reactivos con los que reducir la temperatura de trabajo, de las composiciones (SrBi2Nb2O9)1-x(Bi3TiNbO9)x (SBN/BTN 1-x/x) estudiadas en esta Tesis. Con estos objetivos se llevó a cabo una caracterización microestructural, dieléctrica y piezoeléctrica de cerámicas procesadas a partir de estos precursores. El procesado por sinterización dio lugar a cerámicas monofásicas e isótropas en un solo proceso térmico, a temperaturas y tiempos menores que los necesarios cuando se utilizan precursores cristalinos, dando lugar a cerámicas de porosidad mucho menor (10%). La actividad piezoeléctrica a temperatura ambiente de las cerámicas de BTN es baja, aunque caracterizable por primera vez, y aumenta para las composiciones de SBN/BTN 1-x/x, por la reducción del campo coerctivio al disminuir la temperatura de transición ferro-paraeléctrica, con valores de kp>20% a T>550ºC. Sin embargo, el uso de altas temperaturas y prolongados tiempos de sinterización produce un crecimiento exagerado de grano que limita las temperaturas de sinterización utilizables. El proceso por prensado en caliente permitió el control de la textura de las cerámicas. A temperaturas moderadas tienen una microestructura isótropa, por el menor tamaño de grano y simultánea relación de aspecto (1) de los granos. A 1050ºC, las cerámicas de BTN desarrollan la texturas típica, con los granos apilados con el eje c paralelo a la dirección de la presión aplicada. Además, permitió obtener porosidades menores del 1%, lo que produce el aumento dela dureza Vickers en comparación con las cerámicas sinterizadas. Sin embargo, no es posible polarizar cerámicas de BTN, por su reducido tamaño de grano, y reduce la actividad piezoeléctrica de las cerámicas de SBN/BTN 35/95 respecto a las cerámicas sinterizadas. Para solventar estos problemas se utilizó un proceso de recristalización tras prensado en caliente en cerámicas de SBN/BTN 35/65. Con él se ocnsiguió obtener cerámicas monofásicas e isótropas, con una moderada porosidad residual y sumultáneamente área de grano y relación de aspecto controlable, inviable en las sólo sinterizadas y a temperaturas finales menores. Las propiedades electromecánicas y piezoeléctricas son similares en cerámicas recristalizadas después de prensado en caliente (kp=7.2%) y en las cerámicas sinterizadas, al tiempo que se produce una importante mejora en las propiedades elásticas y mecánicas debido a la menor porosidad conseguida independientemente de las condiciones de recristalización.

Autor: CASAS DUOCASTELLA LLUÍS.
Año: 2001.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: Se ha llevado a cabo un doble estudio. Por un lado, se han explorado diversas vías de síntesis de aerogeles de sílice nanocompuestos con partículas de óxidos de hierro, empleando para su caracterización técnicas diversas. Por otro lado se ha desarrollado un espectrómetro Mössbauer utilizando un transductor piezoeléctrico y un detector de estado sólido en vez de los componentes habituales (transductor electromagnético y detector proporcional de gas). Los aerogeles nanocompuestos se han sintetizado a través de reacciones de formación de óxidos de hierro paralelas a reacciones de gelificación a partir de alcóxidos de silicio en un medio alcohólico. Las técnicas de caracterización más útiles han sido la porosimetría BET y la difracción de rayos X a angulos pequeños (SAXS) por lo que respecta a la matriz de aerogel y la microscopía electrónica de transmisión (TEM), las magnetometrías SQUID y VSM y la espectroscopía Mössbauer en lo concerniente a la caracterización de las nanopartículas. Se han establecido vías de síntesis de aerogeles de sílice con nanopartículas de ferrihidrita (Fe5HO8.4H2O) con interesantes propiedades de catálisis y con nanopartículas de maghemita (gamma-Fe2O3) con propiedades ferromagnéticas. El nuevo espectrómetro desarrollado es de dimensiones decimétricas, lo denominamos MicroMössbauer y se ha implementado en un criostato de flujo. En el desarrollo del nuevo prototipo, se ha caracterizado el comportamiento del transductor piezoeléctrico utilizando el propio efecto Mössbauer. El transductor piezoeléctrico presenta histéresis en su movimiento. Esta histéresis es medible y se ha analizado en función de la frecuencia de trabajo y el voltaje aplicado. Aparte de esto, un simple modelo de oscilador forzado es capaz de describir su comportamiento. Se ha realizado un programa de gestión de los datos experimentales obtenidos con el nuevo prototipo que permite su tratamiento posterior con el equipo lógico habitual de análisis y ajuste de espectros Mössbauer. Se ha realizado el análisis Mössbauer de diversas muestras en varias condiciones de campo y temperatura

Autor: ARAUZO GARCIA ANA BELEN.
Año: 1996.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: PROGRAMA DE DOCTORADO: FISICA DE LA MATERIA CONDENSADA.

Resumen: EL TRABAJO PRESENTADO EN ESTA TESIS HA TENIDO COMO OBJETIVO EL DESARROLLO DE LA TECNICA ESPECTROSCOPICA DE EPR EN EL DOMINIO TEMPORAL MEDIANTE SU APLICACION A SISTEMAS PARTICULARES. SE PRESENTAN LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ESTUDIO DE LOS CENTROS DE HIDROGENO ATOMICO INTERSTICIAL, HIO, CREADOS POR IRRADIACION EN FLUORUROS TIPO FLUORITA HIDROLIZADOS, Y CENTROS DE GD3+ EN CRISTALES MEZCLADOS CAL-XRXF2+X (R = LA, Y). EN EL PRIMER CASO, SE HAN OBTENIDO EVIDENCIAS DE LA EXISTENCIA DE PROCESOS DINAMICOS, LO QUE HA PERMITIDO LA AMPLIACION DE LA TECNICA AL ESTUDIO DE PROCESOS DE REORIENTACION EN SOLIDOS, Y EL DESARROLLO TEORICO NECESARIO PARA EL ANALISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS. SE PROPONE UN NUEVO MODELO PARA EL CENTRO HO CREADO POR IRRADIACION A TEMPERATURA AMBIENTE EN CAF2, SRF2 Y BAF2, EN EL CUAL EL HO ESTA SITUADO EN UNA POSICION INTERSTICIAL FUERA DEL CENTRO DEL CUBO ("OFF-CENTER") Y SE REORIENTA POR SALTO ENTRE LOS DISTINTOS SITIOS. EN EL SEGUNDO CASO, EL ESTUDIO DE ESTOS CENTROS HA PERMITIDO LA APLICACION DE ESTA TECNICA A SISTEMAS DE ALTO ESPIN ELECTRONICO, CON EL CONSIGUIENTE DESARROLLO TEORICO. SE HA OBTENIDO EN ESTE ESTUDIO QUE EL GD3+ EN POSICION CUBICA MANTIENE SU ENTORNO EN ESTOS CRISTALES MEZCLADOS, PERO QUE EL ION GD3+ TIENE TENDENCIA A FORMAR AGREGADOS MIXTOS CON LOS IONES LA3+ O Y3+, POR LO QUE NO ES UNA SONDA INOCENTE PARA EL ESTUDIO ESTRUCTURAL DE ESTOS CRISTALES. ASIMISMO, SE HA REALIZADO UN IMPORTANTE DESARROLLO DE LAS TECNICAS DE ANALISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES, COMO ES EL CASO DEL ANALISIS DE LA SEÑAL DE ESEEM MEDIANTE TECNICAS DE PREDICCION LINEAL BLP.

Autor: OLIETE TERRAZ PATRICIA BEATRIZ.
Año: 1996.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: DEPARTAMENTO: FISICA DE LA MATERIA CONDENSADA PROGRAMA DE DOCTORADO: FISICA DE LA MATERIA CONDENSADA.

Resumen: EN ESTA TESIS SE RECOGE EL ESTUDIO DEL ION CR2+ EN CRISTALES DE CAF2, SRF2, BAF2 Y SRCL2, TODOS CON LA ESTRUCTURA DE LA FLUORITA, UTILIZANDO TECNICAS BASADAS EN LA RESONANCIA PARAMAGNETICA ELECTRONICA: CW-EPR, ENDOR Y ESEEM. LOS ESTUDIOS DE EPR EN ONDA CONTINUA REALIZADOS ENTRE 4 Y 300 K TANTO EN BANDA X COMO EN BANDA Q HAN PERMITIDO DETERMINAR LA SIMETRIA DE LOS CENTROS ASI COMO LAS COMPONENTES DEL TENSOR G, LOS PARAMETROS CARACTERISTICOS DE LA ESTRUCTURA FINA Y, EN LA MAYORIA DE LOS CASOS, LAS COMPONENTES DEL TENSOR HIPERFINO. A LA HORA DE OBTENER INFORMACION SOBRE LA INTERACCION SUPERHIPERFINA HA SIDO NECESARIO RECURRIR A TECNICAS MAS POTENTES ESPECTRALMENTE COMO SON EL ENDOR Y EL ESEEM. LOS EXPERIMENTOS DE ENDOR HAN DADO POBRES RESULTADOS MIENTRAS QUE EL ESEEM, MUY POCO UTILIZADO EN PROBLEMAS DE ESTE TIPO, HA DADO UNOS RESULTADOS EXCELENTES. PARA SU INTERPRETACION HA SIDO NECESARIO PONER A PUNTO EL FORMALISMO TEORICO DE ESTA NOVEDOSA TECNICA PARA EL CASO DE IONES CON ESPIN ELECTRONICO DISTINTO A 1/2. DE LA INTERPRETACION DE ESTOS RESULTADOS HEMOS PODISO OBTENER LAS CONSTANTES DEL TENSOR SUPERHIPERFINO ASI COMO PROPONER UN MODELO DE DEFECTO PARA CADA UNO DE LOS CENTROS ESTUDIADOS Y DISCUTIR EL ORIGEN DE LA DISTORSION, TRAS ANALIZAR LOS PARAMETROS CON EL MODELO CLO A. - CR2+ EN BAF2 Y SRCL2: DISTORSION TETRAGONAL. INTERACCION DOMINANTE CON 4 ANIONES QUE NOS LLEVAN A PROPONER UN ION DESPLAZADO DEL CENTRO EN LA DIRECCION TETRAGONAL. - CR2+ EN SRF2: DISTORSION ORTORROMBICA. SE LLEGA A RESOLVER LA INTERACCION CON 3 CAPAS DE COORDINACION. - CR2+ EN CAF2 CRECIDO CON CRF3: DISTORSION ORTORROMBICA ANALOGA AL CENTRO DE CR2+ EN SRF2. - CR2+ EN CAF2 CRECIDO CON CR2O3: ORTORROMBICO PERO INTERACCIONANDO CON 2 IONES DE FLUOR, QUE NOS LLEVA A PROPONER UN CENTRO ESTABILIZADO CON IMPUREZA O2-. CONCLUSION FINAL: LA TENDENCIA DEL CR2+ A FORMAR COMPLEJOS PLANO CUADRADOS SALIENDO DEL CENTRO EN REDES GRANDES FRENTE A LA DISTORSION JAHN-TELLER ORTORROMBICA OBSERVADA EN REDES COMPACTAS DEBIDO AL ACOPLAMIENTO T2GX(E+T2).