Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1914.pdf: 1826577 bytes, checksum: a6e664234adbf59c06d53c3beca9c0e1 (MD5) Previous issue date: 2007-04-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / On this work is described the development of bismuth film electrode deposited over copper substrate for electroanalytical applications. The bismuth film electrode was deposited ex situ over a copper substrate. The electrodeposition of Bi was carried out applying a constant potential of -150 mV during 300 s. The plating solution was composed by 0.02 mol L-1 Bi(NO)3 in 1.0 mol L-1 hydrochloride acid with or not 0.08 mol L-1 sodium citrate, the electrodes obtained from these solutions were nominated Bi-Cit008 and Bi-HCl, respectively. The bismuth film characterization was carried out by Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEG-SEM), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray analysis (MEV-EDX) and X-Ray Diffraction analysis. The FEG-SEM and MEV-EDX analysis of bismuth film showed that the morphology of the deposits were strongly dependent of the plating solution composition. X-Ray diffraction analysis showed a single rhombohedral and cubic phase for the two bismuth film electrodes analyzed. The Bi-HCl and Bi-Cit008 electrodes showed a good cathodic potential window from -300 mV to -1200 mV. Both electrodes, exhibited a good analytical response for cadmium and lead by means of square wave anodic stripping voltammetry technique. For the lead determination, Bi-HCl and Bi-Cit008 electrodes showed a detection limit of 2.8 x 10-8 mol L-1 and 2.5 x 10-8 mol L-1, respectively in a concentration range from 9.6 x 10-6 to 5.7 x 10-5 mol L-1. For the cadmium determination, Bi-HCl and Bi-Cit008 electrodes presented a detection limit of 1.1 x 10-6 mol L-1 and 6.3 x 10-8 mol L-1, respectively in the concentration range from 1.7 x 10-5 to 12.3 x 10-5 mol L-1. Both electrodes, presented analytical response with good resolution without baseline dislocation, therefore, Bi-Cit008 had best analytical performance. / Neste trabalho é descrito o desenvolvimento de eletrodo de filme de bismuto depositado sobre cobre para aplicações eletroanalíticas. O bismuto foi depositado sobre cobre por meio de deposição ex situ. O potencial de deposição escolhido para a formação de um filme de aspecto mais uniforme foi de -150 mV em 300 s. A solução de eletrodeposição utilizada foi nitrato de bismuto 0,02 mol L-1 em meio de ácido clorídrico 1,0 mol L-1 com e sem a adição de citrato de sódio 0,08 mol L-1, os eletrodos de filmes de bismuto obtidos a partir dessas soluções foram nomeados de Bi-Cit008 e Bi-HCl, respectivamente. Os eletrodos de filme de bismuto foram caracterizados por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-SEM), microscopia eletrônica de varredura com análise de energia dispersiva (MEV-EDX) e difração de raios-X. As análises de FEG-SEM e MEV mostraram que diferentes condições de síntese influenciaram as características da morfologia e a composição química do filme de bismuto. As análises de difração de raios-X apresentaram fases cristalinas romboédricas e cúbicas para ambos os eletrodos de filme de bismuto. Os eletrodos Bi-HCl e Bi-Cit008 apresentaram uma boa janela de potencial catódico de -300 mV a -1200 mV. Os eletrodos Bi-HCl e Bi-Cit008 mostraram uma boa resposta analítica por meio de voltametria de redissolução anódica por onda quadrada para soluções contendo cádmio e chumbo. Para a determinação de chumbo, os eletrodos Bi- HCl e Bi-Cit008 apresentaram limite de detecção de 2,8 x 10-8 mol L-1 e de 2,5 x 10-8 mol L-1, respectivamente, para a faixa de concentração de 9,6 x 10-6 mol L-1 a 5,7 x 10-5 mol L-1. Para a determinação de cádmio, os eletrodos de Bi-HCl e Bi-Cit008 apresentaram limites de detecção de 1,1 x 10-6 mol L-1 e de 6,3 x 10-8 mol L-1, respectivamente, para a faixa de concentração de 1,7 x 10-5 mol L-1 a 12,3 x 10-5 mol L-1. Ambos os eletrodos apresentaram resposta analítica com boa resolução e sem deslocamento da linha base, no entanto, o eletrodo de Bi-Cit008 apresentou melhor desempenho analítico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3452.pdf: 2283262 bytes, checksum: b35fc0c6b1b4c5e555f369b4a79c729a (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Universidade Federal de Minas Gerais / The development of bismuth film electrodes (BiFE) and minissensors/BiFE for application to the development of electroanalytical procedures for determination of atrazine, Diquat and Paraquat using voltammetric techniques as square wave (SWV) and differential pulse (DPV) is reported in this work. It was chosen to combine the working electrode (BiFE), pseudo-reference (silver glue) and counter (copper) in the same bracket for easily locomotion of the electrochemical system for field analysis. Copper plates of printed circuit were used as substrate and nail polish was used as an electrical insulator to limit the active area. Thus it was possible to make a minissensor with low cost. For the first procedure developed it was determined atrazine in natural waters using BiFE and DPV after the optimization of experimental conditions was obtained an analytical curve linearity for the range from 6.6 x 10-7 to 2.0 x 10-5 mol L-1, with a limit of detection of 1.4 x 10-7 mol L-1. Subsequently, parameters of the SWV technique for determination of Diquat in water samples were studied using BiFE and minissensor/BiFE and the linear correlation was obtained for a concentration range from 1.9 to 5.6 x 10-7 x 10-6 mol L-1 and from 1.9 x 10-7 to 9.3 x 10-6 mol L-1 respectively, and the limit of detection obtained were 8.7 x 10-8 mol L-1 and 8.9 x 10-8 mol L-1. Finally a procedure was developed for the determination of Paraquat using BiFE and minissensor/BiFE by DPV. For the BiFE a linear relationship was obtained for the concentration range from 6.6 x 10-7 to 4.8 x 10-5 mol L-1, with a limit of detection of 9.3 x 10-8 mol L-1. After being selected the best experimental conditions for minissensor/BiFE, it responded to a linear concentration range from 6.6 x 10-8 to 3.9 x 10-6 mol L-1 with a limit of detection of 1,2 x 10-8 mol L-1. / No presente trabalho descreve-se o desenvolvimento de eletrodos de filme de bismuto (BiFE) e minissensores/BiFE para posterior aplicação no desenvolvimento de procedimentos eletroanalíticos para a determinação de Atrazina, Diquat e Paraquat utilizando-se as técnicas voltamétricas de onda quadrada (SWV) e de pulso diferencial (DPV). Na confecção do minissensor optou-se em design que reunisse o eletrodo de trabalho (BiFE), pseudo-referência (cola de prata) e auxiliar (cobre) em um mesmo suporte para mais fácil locomoção do sistema eletroquímico para determinações em campo. Utilizaram-se placas de cobre de circuito impresso como substrato e esmaltes de unha como isolante elétrico para delimitar a área ativa dos eletrodos. Desta maneira foi possível a realização de um minissensor de baixo custo. Para o primeiro procedimento desenvolvido determinou-se Atrazina em águas naturais utilizando-se o BiFE e a DPV após as otimizações das condições experimentais obteve-se uma curva analítica no intervalo de concentração de Atrazina de 6,6 x 10-7 a 2,0 x 10-5 mol L-1, com limite de detecção de 1,4 x 10-7 mol L-1. Em seqüência foi estudado os parâmetros da técnica de SWV para a determinação de Diquat em amostras de águas naturais utilizando BiFE e o minissensor/BiFE sendo que a resposta linear obtida foi para o intervalo de concentração de 1,9 x 10-7 a 5,6 x 10-6 mol L-1 e 1,9 x 10-7 a 9,3 x 10-6 mol L-1 respectivamente e limites de detecção de 8,7 x 10-8 mol L-1 e 8,9 x 10-8 mol L-1. Finalmente foi desenvolvido um procedimento para a determinação de Paraquat através da DPV utilizando o BiFE e o minissensor/BiFE. Para o BiFE obteve-se uma relação linear no intervalo de concentração de 6,6 x 10-7 a 4,8 x 10-5 mol L-1, com limite de detecção de 9,3 x 10-8 mol L-1. Após serem avaliadas as melhores condições experimentais para o minissensor/BiFE, este respondeu de maneira linear para um intervalo de concentração de 6,6 x 10-8 a 3,9 x 10-6 mol L-1, com limite de detecção de 1,2 x 10-8 mol L-1.

Orientador: Eudes Borges de Araújo / Banca: Marco Antonio Utrera Martines / Banca: José de los Santos Guerra / Resumo: Na última década, cresceu consideravelmente o interesse pela produção de filmes finos ferroelétricos, em virtude do grande potencial que estes materiais apresentam para a produção de dispositivos de memória ferroelétrica não-voláteis. O titanato de bismuto, Bi4Ti3O12 (BIT) é um ferroelétrico com estruturas de camadas de bismuto, conhecido por apresentar elevada temperatura de Curie (Tc), próxima de 650ºC, e excelentes propriedades de fadiga ferroelétrica. Este trabalho teve como objetivo a síntese de filmes finos de BIT e o estudo das suas propriedades estruturais. Os filmes estudados foram preparados a partir de um método químico, similar ao método Pechini, e depositados sobre substratos de Si(100). Os filmes foram cristalizados em forno convencional entre 500°C e 700°C, por períodos entre 1 e 12 horas. As técnicas de difração de raios-X (DRX) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada Fourier (FT-IR), foram usadas como ferramentas de investigação. Para os filmes tratados termicamente entre 400°C e 700°C, observouse a presença das fases cristalinas Bi4Ti3O12 e Bi2Ti2O7 (paraelétrica). Para os filmes tratados termicamente a temperaturas mais elevadas (700°C) e tempos mais prolongados (10 horas), observou-se uma tendência de desaparecer a fase Bi2Ti2O17. Aliados a estes resultados, o aumento da intensidade do pico (117) do BIT e o decréscimo da sua respectiva largura a meia altura, para os filmes cristalizados a 700°C, sugerem que nestas condições são obtidos filmes mais bem cristalizados. Um estudo usando a técnica FT-IR demonstrou a presença de uma banda de absorção claramente evidenciada em torno de 700 cm-1. Esta banda está associada ao modo "stretching" da ligação Ti-O e torna-se consideravelmente mais estreita quando a resina polimérica precursora foi tratada termicamente a temperaturas mais elevadas. Este fato também comprovou que temperaturas em torno de 700°C são favoráveis para a ... / Abstract: In the last decade the interest for the production of ferroelectric thin films increased considerably because of the great potential that these materials present for the production of devices of no-volatile ferroelectric memory. The bismuth titanate, Bi4Ti3O12 (BIT), is a ferroelectric with structures of bismuth layers, known by presenting high temperature of Curie (Tc), close of 650ºC, and excellent properties of ferroelectric fatigue. This work had as objectives the synthesis of thin films of BIT and the study of their structural properties. The studied films were prepared starting from a chemical method, similar to the Pechini method, and deposited on substrata of Si(100). The films were crystallized in conventional oven between 500°C and 700°C for periods between 1 and 12 hours. The techniques of X-ray diffraction (DRX) and Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy were used as investigation tools. It was observed the presence of the crystalline phases Bi4Ti3O12 and Bi2Ti2O7 (paraelectric) for the films termically treated between 400°C and 700°C. To the films termically treated to higher temperatures (700°C) and more lingering times (10 hours) a tendency of the phase Bi2Ti2O7 to disappear was observed. Allied to these results, the increase of the intensity of the pick (117) of the BIT and the decrease of its respective width to half height, for the crystallized films to 700°C suggests that, in these conditions, better crystallized films are obtained. A study using the FT-IR technique demonstrated the presence of an absorption band clearly evidenced around 700 cm-1. This band is associated to the stretching way of the Ti-O connection and becomes considerably narrower when the precursory polimeric resin was termically treated to higher temperatures. This fact also proved that temperatures around 700°C are favorable for obtaining a mono-crystalline phase of Bi4Ti3O12. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdvaldoOA.pdf: 2541232 bytes, checksum: 164028ab1f903bc208dbe7b7dc61aedb (MD5) Previous issue date: 2007-12-13 / Thermoelectric Refrigerators (TEC Thermoelectric Cooling) are solid-state heat pumps used in applications where stabilization of temperature cycles or cooling below the room temperature are required. TEC are based on thermoelectric devices, and these in turn, are based on the Peltier effect, which is the production of a difference in temperature when an electric current is applied to a junction formed by two non-similar materials. This is one of the three thermoelectric effects and is a typical semiconductor junction phenomenon. The thermoelectric efficiency, known as Z thermoelectric or merit figure is a parameter that measures the quality of a thermoelectric device. It depends directly on electrical conductivity and inversely on the thermal conductivity. Therefore, good thermoelectric devices have typically high values of electrical conductivity and low values of thermal conductivity. One of the most common materials in the composition of thermoelectric devices is the semiconductor bismuth telluride (Bi2Te3) and its alloys. Peltier plates made up by crystals of semiconductor P-type and N-type are commercially available for various applications in thermoelectric systems. In this work, we characterize the electrical properties of bismuth telluride through conductivity/resistivity of the material, and X-rays power diffraction and magnetoresistance measurements. The results were compared with values taken from specific literature. Moreover, two techniques of material preparation, and applications in refrigerators, are discussed / Refrigeradores Termoel?tricos (TEC Thermoelectric Cooling) s?o bombas de calor de estado s?lido usados em aplica??es onde estabiliza??o de ciclos de temperatura ou para resfriamentos abaixo da temperatura ambiente s?o requeridos. Os TEC s?o baseados em dispositivos termoel?tricos e, estes, por sua vez s?o baseados no efeito Peltier, que consiste na produ??o de um diferencial de temperatura quando uma corrente el?trica ? aplicada a uma jun??o formada por dois materiais diferentes. Este efeito ? um dos tr?s efeitos termoel?tricos e ? um fen?meno t?pico de jun??o. A efici?ncia termoel?trica, conhecida como Z termoel?trico ou a figura de m?rito ? um par?metro que mede a qualidade de um dispositivo termoel?trico. Ele depende diretamente da condutividade el?trica e do inverso da condutividade t?rmica. Assim, bons dispositivos termoel?tricos devem apresentar valores elevados de condutividade el?trica e baixa condutividade t?rmica. Um dos materiais mais comuns na composi??o de dispositivos termoel?tricos ? o semicondutor telureto de bismuto (Bi2Te3) e suas ligas. Placas Peltier composta por cristais tipo P e Tipo N deste semicondutor s?o dispon?veis comercialmente para diversas aplica??es em sistemas termoel?tricos. Neste trabalho buscou-se caracterizar propriedades f?sicas de amostras de telureto de bismuto, extra?das de placas Peltier, atrav?s das medidas de condutividade/resistividade do material, de medidas de raios X e de magnetoresist?ncia. Os resultados foram comparados com valores da literatura da ?rea. Al?m disso, descrevemos duas t?cnicas de prepara??o destes semicondutores e discutimos aplica??es em refrigeradores

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2772098 bytes, checksum: 3c1518599ff53c3339b74cffefd4da7a (MD5) Previous issue date: 2010-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work were synthesized, characterized and studied experimentally and theoretically, the compounds of general formula [MX3 (L)], where M = Sb or Bi, X = Cl, Br, L = 2,2'-bipyridine (Bpy), 1,10-phenanthroline (Phen). The synthesized compounds were characterized by elemental analysis (C, H, N, Cl and Br), thermal analysis (TG / DTA) and absorption spectroscopy in the infrared region. The results of elemental analysis suggest a stoichiometry of 1:1 salt / ligand in agreement with the stoichiometry suggested by thermogravimetric analysis. The infrared data of the ligands when compared with those of the adducts indicate a strengthening of the CC bonds, CN the aromatic ring with the coordination.The Thermochemical parameters were obtained experimentally by solution calorimetry. The enthalpy of reaction, acid-Lewis base, determined by calorimetry indicate the strongest basic character of Phen compared to metals. Enthalpies of metal-nitrogen bond follows the order of bonding strength: [BiBr3(Phen)] > [SbCl3(Phen)] > [BiBr3(Bpy)] > [SbCl3(Bpy)]. The theoretical studies were aimed to the structural properties and thermochemistry in the gas phase, through the semi-empirical PM3 method. The results of the calculations predict a geometry type distorted square pyramidal for all the adducts studied, indicating the strong influence of the lone pair of electrons of metals over distance of bond metal-nitrogen. Dipole moments are calculated in the range 10-14D, suggesting a large polar character of the compounds studied. / Nesse trabalho foram sintetizados, caracterizados e estudados experimentalmente e teoricamente, os compostos de formula geral [MX3(L)], onde M = Sb ou Bi; X= Cl, Br; L= 2,2 -bipiridina (Bpy) , 1,10-fenantrolina (Phen). Os compostos sintetizados foram caracterizados por análise elementar (C,H,N,Cl e Br), análise térmica (TG/DTA) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Os resultados da analise elementar sugerem uma estequiometria de 1:1 sal/ligante em concordância com a estequiometria sugerida pela análise termogravimétrica. Os dados de infravermelho dos ligantes quando comparados com os do adutos indicam um fortalecimento das ligações CC,CN do anel aromático com a coordenação. Os parâmetros termoquímicos foram obtidos experimentalmente por calorimetria em solução. As entalpias de reação, ácido-base de Lewis, determinadas por calorimetria indicam o maior caráter básico da Phen frente aos metais estudados. Das entalpias de ligação metal-nitrogênio segue a ordem de força de ligação: [BiBr3(Phen)] > [SbCl3(Phen)] > [BiBr3(Bpy)] ] > [SbCl3(Bpy)]. Os estudos teóricos foram realizados visando as propriedades estruturais e termoquímicas em fase gasosa, através do método sem-empírico PM3. Os resultados dos cálculos predizem uma geometria do tipo pirâmide de base quadrada distorcida para todos os adutos estudados, indicando a forte influência do par de elétrons isolado dos metais sobre as distâncias de ligação metal-nitrogênio. Os momentos de dipolo calculados estão na faixa 10-14D, sugerindo um elevado caráter polar dos compostos estudados.

A presença de defeitos intrínsecos na estrutura do óxido de zinco possibilita a sua dopagem com outros materiais, como o bismuto. O óxido de zinco dopado com bismuto (BZO) preparado via síntese hidrotermal assistida por microondas (MAHS) foi estudado em relação à sua concentração de dopante e caracterização morfológica. Para a síntese do BZO foi realizada pela reação de uma solução de nitrato de zinco (precursor) e nitrato de bismuto, usando com hidróxido de amônio para ajuste do pH. Para realizar a reação, a solução de nitrato de zinco foi foi aquecida em um microondas por intervalos de 5, 10 e 20 minutos a 200ºC. A dopagem foi realizada com 3 diferentes teores em massa nitrato de bismuto (1, 3 e 6%). Os produtos obtidos foram caracterizados por DRX, MEV e PL, assim como pelo cálculos de band gap por espectroscopia de transmissão. A atividade fotocatalítica foi analisada por ensaios de fotocatálise utilizando corantes orgânicos, azul de metileno (AM) e Rodamina B (RhB). Os resultados indicam que as nanoestruturas de BZO obtidas apresentam tamanhos de cristalitos variando de 5,82 a 8,37 nm. A estrutura morfológica, tipo flor, foi formada com diferentes concentrações de dopantes. Os resultados do PL demonstram que os defeitos aumentam com a dopagem do bismuto. O intervalo de band gap encontrado foi de 2,79 a 3,3 eV e tem potencial de uso em aplicações de fotodegradação. Neste sentido a dopagem de bismuto modificou positivamente o óxido de zinco, já que nos ensaios de fotocatálise, o BZO degradou ambos os corantes, sendo a amostra com 3% de dopagem de bismuto a que obteve os melhores resultados, chegando a degradar 68% do corante de Rodamina B em 1 hora. / Zinc oxide, due to the presence of intrinsic defects, allows doping with other materials, such as bismuth. BZO (zinc oxide doped bismuth), prepared by microwave assisted hydrothermal synthesis (MAHS), was studied dopant concentration and morphological characterization. For the synthesis, zinc nitrate was used as a precursor; for pH control, ammonium hydroxide was used. After the solution was heated in a microwave for 5, 10 and 20 minutes at 200 ° C. Doping was performed with 3 different mass contents of bismuth nitrate (1, 3 and 6%). The products were characterized by DRX, MEV and PL; Band gap calculations by transmission spectroscopy. The photocatalytic activity was analyzed by photocatalysis using organic dyes, methylene blue (AM) and Rhodamine B (RhB). The results indicate that BZO nanostructures were obtained with crystallite sizes ranging from 5.82 to 8.37 nm. The same morphological structure, flower type, was formed with different dopants concentrations. PL demonstrates that defects increase with doping of bismuth. The band gap found was from 2.79 to 3.3 eV and has potential use in photodegradation applications. In this sense, the bismuth doping positively modified the zinc oxide, in the photocatalysis tests BZO degraded both dyes, being the sample with 3% doping of bismuth that obtained the best results, reaching to degrade 68% of the Rhodamine B dye in 1 hour.

Neste trabalho foram realizados a síntese, o crescimento e a caracterização de cristais de Bi 12Ti1-xGaxO20 (BTGaO) para avaliar suas potencialidades tecnológicas em dispositivos do estado sólido, especificamente para registros holográficos. Através da síntese do estado sólido, foi possível determinar um limite máximo de 20% utilizando uma forma estequiométrica de substituição. Considerando a não-estequiometria do sistema Bi2O3:Ga2O3 obtivemos soluções sólidas completas. Os cristais de B12Ti1-xGaxO20 (BTGaO)foram obtidos pelo método de TSSG (Top Seed Solution Growth), utilizando como solvente excesso de Bi2O3 . Cristais de boa qualidade óptica e estrutural foram crescidos utilizando-se taxas de puxamento de 0,2 0,3 mm/h e rotação de 5- 30 rpm . Das medidas de composição dos cristais realizadas por microssonda (EDS) foi possível determinarmos o coeficiente de segregação efetivo do Ga em Bi12TiO20 como sendo maior do que um. Por meio de análise térmica diferencial (DTA) foi possível verificar que a temperatura de fusão diminui de acordo com os diferentes níveis de substituição. Verificamos que a introdução do Ga na matriz de BTO aumenta a atividade óptica (BTO puro de 6.4°/mm; BTGaO-30% de substituição de 9.8°/mm) e para o BGaO nominalmente puro encontramos um valor da ordem de 150% maior (15.9°/mm). A corrente no escuro aumentou em quatro ordens de grandeza (ID=10-9 A) em relação àquela presente nos cristais de BTO nominalmente puro (ID=10-13 A) enquanto nenhuma fotocorrente foi detectada. O coeficiente de absorção óptica diminuiu em todo espectro visível e o coeficiente eletroóptico não apresentou variação significativa (5,20pm/V para o BTO e 5,4 - 5,6pm/V para os cristais de BTGaO). A análise das propriedades ópticas indicam que os cristais de Bi12Ti1-xGaxO20 são inadequados para registros holográfico no vermelho. Porém sua maior transparência na região do espectro visível pode qualificá-lo como um novo meio para dispositivos optoeletrônicos / In this work the synthesis, the growth and crystal characterization of Bi 12Ti1-xGaxO20 (BTGaO) have been carried out to evaluate its technological potentialities in solid state devices, specifically for holographic recorders. Through the synthesis of the solid state, it was possible to determine a maximum limit of 20% using an stoichioinetric form of substitution. Considering the non-stoichiometry of the Bi2O3:Ga203 system we got full solid solutions. The crystals of BTGaO have been gotten by the TSSG method (Top Seed Solution Growth), using as solvent excess of BiO3. Crystals with good optic and structural quality have been grown using pulling rates of 0.2-0.3 mm/h and rotation of 5-30rpm. From the measures of composition through microprobe(EDS) in crystals, it was possible to determine the effective coefficient of segregation of Ga in Bi12TiO20 as being bigger than one. By means of differential thermal analysis (DTA), it was possible to verify that the melting temperature diminishes in accordance with the different leveis of substitution. We verify the introduction of Ga in the host of BTO increases the optical activity (in pure BTO = 6.4°/mm; 9.8°/mm 30% of substitution) and for nominally pure BGaO vve find a value 150% higher (15.9°/mm). The dark current increase in four orders of magnitude (ID=10-9 A) in relation to crystals of pure BTO (ID=10-13 A) while not any photocurrent was detected. The optical absorption coefficient diminishes in ali visible spectrum. The electrooptical coefficient did not present significant variation (5.20pm/V for BTO and 5.4-5.6pm/V for crystals of BTGaO). The analysis of the optical properties indicates that the crystals of Bi12Ti1-xGaxO20 are inadequate for holographic recorders. However its bigger transparency in the region of the visible specter can chancterize it as new medium for optoeletronical devices

Orientador: Iakov Veniaminovitch Kopelecith / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baring_LuisAugustoGomes_M.pdf: 14567195 bytes, checksum: 7a1e5edce6c8f77169b6643a7a7f0e21 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: No presente trabalho, estudamos as propriedades físicas de amostras de bismuto, material que, quando na forma romboédrica, não é supercondutor, mas que pode apresentar supercondutividade quando na forma de filmes ou quando se apresenta em outra estrutura (cúbica, por exemplo), obtida sob pressão, ou, ainda, em sua forma amorfa. Observamos supercondutividade em um pó virgem de bismuto e em amostras preparadas a partir desse pó, mediante tratamento térmico. Dada a pequena fração volumétrica a que corresponde a fase supercondutora acreditamos que a supercondutividade ocorra em uma fração das amostras possivelmente relacionada à sua superfície. Mais interessante é que a supercondutividade é fortemente dependente das condições de tratamento térmico (as amostras preparadas a partir do pó de bismuto virgem podem apresentar supercondutividade ou não). Também realizamos medidas de magnetotransporte em uma amostra monocristalina de bismuto, confirmando certas observações já a feitas anteriormente, como a ocorrência de uma transição metal-isolante induzida por campo magnético / Abstract: In this work we study the physical properties of bismuth samples. Crystalline bulk bismuth, in the rhombohedral phase, is not superconducting, but, in the cubic phase, for example (obtained under pressure), in films and in the amorphous phase, may present superconducting transition. We observed superconductivity in a bismuth virgin powder and in samples prepared upon annealing this powder. Due to the small volumetric superconducting fraction we suspect that the superconductivity is related to the sample's surface. Moreover, the superconducting properties are strongly dependent upon the annealing conditions (these samples may be either superconducting or not). We also performed magnetotransport measurements in a single-crystalline bismuth sample and observed a characteristic feature of this material, namely, metal-insulator transition driven by applied magnetic field / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Zanine Vargas Fabris.pdf: 925190 bytes, checksum: ae29d90dbb80066939ad2bdf09d18bc1 (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / Bi2TeO5 (bismuth tellurite) crystals are photorefractive materials appropriate for permanent holographic recording. They are capable to retain a hologram for a long time, several years in the dark, without further fix processes. Just some groups around the world have grown bismuth tellurite single crystals even with their interesting properties. It may be caused by the relatively difficulty for grow this crystal, mainly due to the high vapor pressure of tellurium oxide and the easy crystal cleavage. The present work was dedicated to study the crystal growth process of Bi2TeO5 by Czochralski method in a low thermal gradient system. Tellurium oxide excess was used in the starting composition to compensate its lost during crystal growth, and also this starting material was previously synthesized by solid state reaction before fusion. We have performed tests with 1Bi2O3 : 1,03TeO2 and 1Bi2O3 : 1,10TeO2 liquid phase compositions. Also, we tried to use a double crucible configuration, with pure tellurium oxide between the walls. Pulling and rotate rates are critical parameters. Pulling and rotate rates of 0,1 to 0,4 mm/h and 10 to 15 rpm, respectively, were appropriated parameters for our growth system. Good size and crystalline quality crystals have been grown. We have obtained samples of sufficient quality to perform preliminary optical measurements and structural characterization. / Cristais de Bi2TeO5 (telurato de bismuto) são materiais fotorrefrativos adequados para gravação holográfica permanente. São capazes de reter um holograma por longo tempo, vários anos se no escuro, sem necessidade de tratamentos posteriores para fixação. Apenas poucos grupos no mundo obtiveram monocristais deste material, apesar de suas propriedades interessantes. Uma possível razão para isto é a relativamente grande dificuldade para o crescimento deste cristal, devido, principalmente, à alta pressão de vapor do óxido de telúrio e a grande facilidade para clivagem do cristal. Este trabalho foi dedicado ao domínio do processo de crescimento de cristais de Bi2TeO5. Utilizamos o método de Czochralski em um sistema de baixo gradiente térmico. Para tentar compensar a perda de óxido de telúrio durante o crescimento devido sua elevada pressão de vapor, a composição de partida conteve excesso deste óxido e, além disto, o material foi sintetizado por reação no estado sólido previamente à fusão. Foram testadas duas diferentes composições da fase líquida, 1Bi2O3 : 1,03TeO2 e 1Bi2O3 : 1,10TeO2. Testes usando uma configuração de duplo cadinho, na qual óxido de telúrio puro foi colocado na parte externa, foram realizados. A velocidade de puxamento e a taxa de rotação são parâmetros críticos do processo. Em nosso sistema, velocidades de puxamento entre 0,1 e 0,4 mm/h e rotação entre 10 e 15 rpm mostraram-se adequadas. Cristais com boas dimensões e qualidade cristalina foram crescidos durante este trabalho. Deles obtivemos amostras com qualidade suficiente para realizar medidas preliminares de caracterização óptica e estrutural.

A presença de defeitos intrínsecos na estrutura do óxido de zinco possibilita a sua dopagem com outros materiais, como o bismuto. O óxido de zinco dopado com bismuto (BZO) preparado via síntese hidrotermal assistida por microondas (MAHS) foi estudado em relação à sua concentração de dopante e caracterização morfológica. Para a síntese do BZO foi realizada pela reação de uma solução de nitrato de zinco (precursor) e nitrato de bismuto, usando com hidróxido de amônio para ajuste do pH. Para realizar a reação, a solução de nitrato de zinco foi foi aquecida em um microondas por intervalos de 5, 10 e 20 minutos a 200ºC. A dopagem foi realizada com 3 diferentes teores em massa nitrato de bismuto (1, 3 e 6%). Os produtos obtidos foram caracterizados por DRX, MEV e PL, assim como pelo cálculos de band gap por espectroscopia de transmissão. A atividade fotocatalítica foi analisada por ensaios de fotocatálise utilizando corantes orgânicos, azul de metileno (AM) e Rodamina B (RhB). Os resultados indicam que as nanoestruturas de BZO obtidas apresentam tamanhos de cristalitos variando de 5,82 a 8,37 nm. A estrutura morfológica, tipo flor, foi formada com diferentes concentrações de dopantes. Os resultados do PL demonstram que os defeitos aumentam com a dopagem do bismuto. O intervalo de band gap encontrado foi de 2,79 a 3,3 eV e tem potencial de uso em aplicações de fotodegradação. Neste sentido a dopagem de bismuto modificou positivamente o óxido de zinco, já que nos ensaios de fotocatálise, o BZO degradou ambos os corantes, sendo a amostra com 3% de dopagem de bismuto a que obteve os melhores resultados, chegando a degradar 68% do corante de Rodamina B em 1 hora. / Zinc oxide, due to the presence of intrinsic defects, allows doping with other materials, such as bismuth. BZO (zinc oxide doped bismuth), prepared by microwave assisted hydrothermal synthesis (MAHS), was studied dopant concentration and morphological characterization. For the synthesis, zinc nitrate was used as a precursor; for pH control, ammonium hydroxide was used. After the solution was heated in a microwave for 5, 10 and 20 minutes at 200 ° C. Doping was performed with 3 different mass contents of bismuth nitrate (1, 3 and 6%). The products were characterized by DRX, MEV and PL; Band gap calculations by transmission spectroscopy. The photocatalytic activity was analyzed by photocatalysis using organic dyes, methylene blue (AM) and Rhodamine B (RhB). The results indicate that BZO nanostructures were obtained with crystallite sizes ranging from 5.82 to 8.37 nm. The same morphological structure, flower type, was formed with different dopants concentrations. PL demonstrates that defects increase with doping of bismuth. The band gap found was from 2.79 to 3.3 eV and has potential use in photodegradation applications. In this sense, the bismuth doping positively modified the zinc oxide, in the photocatalysis tests BZO degraded both dyes, being the sample with 3% doping of bismuth that obtained the best results, reaching to degrade 68% of the Rhodamine B dye in 1 hour.