Resumo: Titanato de cálcio possui estrutura tipo perovisquita com interessantes propriedades elétricas para aplicações tecnológicas, como termistores, capacitores multicamadas e memória DRAM. Para a indústria cerâmica e eletrônica, pesquisas com perovisquita tem aumentado sua importância devido a propriedade fotoluminescente observada nesses materiais. Neste trabalho, o titanato de cálcio puro e dopado com escândio nas concentrações 0,25;0,5 e 1,0% mol foi sintetizada pelo método dos precursores poliméricos. Este método é baseado na quelação dos cátions por ácido cítrico em etileno glicol. Os pós foram calcinados variando a temperatura de 350º a 850°C. Os resultados da análise térmica mostraram que a obtenção de pós amorfos com baixo teor de matéria orgânica está diretamente relacionado à ordem estrutural da estrutura perovisquita. Os pós amorfos e cristalinos puro e dopado com Sc foram caracterizados por termogravimétria e pela técnica da calorimetria exploratória diferencial (TG/DSC), espectroscopia de infra vermelho (IR), Raman, espectroscopia UV-visível, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), fotoluminescência e difração de raio X, onde foi usado refinamento pelo Método de Rietveld. A adição de Sc causou um decréscimo da cela unitária e causou interferência na distribuição dos cátions nos sítios octaédricos formando vacâncias de cálcio e conseqüentemente aumentando a desordem. Medidas de fotoluminescência desses materiais mostraram uma intensa banda larga atribuída à desordem do CT e CTSc. / Abstract: Calcium titanate presents perovskite type structure with interesting electrical properties for technological applications, such as thermisters, multilayer capacitors and DRAM memories. For the ceramic and electronic industries, research with perovskite has increased in importance due to the photoluminescent properties observed in these materials. In this work pure and Sc doped CaTiO3 at concentrations of 0.25, 0.5 and 1% molar was synthesized through the method of polymeric precursors . This method is based on the chelation of cations through citric acid in ethylene glycol solvent. The materials were calcined at temperatures varying from 350 to 850°C. The experimental results obtained through thermal analysis showed that the condition to obtaining amorphous powder with low content of organic matter is directly related to structural order of perovskite structure. The crystalline and amorphous pure and Sc doped powder was characterized through termogravimetric and diferential scaning calorimetry technique (TG/DSC), infrared spectroscopy (IR), Raman, UVvisible spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), photoluminescence and x-ray diffraction were used, refinement through method of Rietveld. Addition of Sc caused a decrease in the unitary cell and caused interference in the distribution of the cations in octahedral sites forming calcium vacancies, and consequently increasing the disorder. The Photoluminescent s of these materials showed an intense large band, attributed to the disorder of CT e CTSc. / Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Coorientador: Elson Longo da Silva / Banca: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Antonio Carlos Hernandes / Banca: Fabio Furlan Ferreira / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-15Bitstream added on 2014-06-13T18:43:10Z : No. of bitstreams: 1 jesus_mm_dr_araiq.pdf: 3120238 bytes, checksum: 8758936a6c6913fe23da8e0dd94e4296 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Titanato de cálcio possui estrutura tipo perovisquita com interessantes propriedades elétricas para aplicações tecnológicas, como termistores, capacitores multicamadas e memória DRAM. Para a indústria cerâmica e eletrônica, pesquisas com perovisquita tem aumentado sua importância devido a propriedade fotoluminescente observada nesses materiais. Neste trabalho, o titanato de cálcio puro e dopado com escândio nas concentrações 0,25;0,5 e 1,0% mol foi sintetizada pelo método dos precursores poliméricos. Este método é baseado na quelação dos cátions por ácido cítrico em etileno glicol. Os pós foram calcinados variando a temperatura de 350º a 850°C. Os resultados da análise térmica mostraram que a obtenção de pós amorfos com baixo teor de matéria orgânica está diretamente relacionado à ordem estrutural da estrutura perovisquita. Os pós amorfos e cristalinos puro e dopado com Sc foram caracterizados por termogravimétria e pela técnica da calorimetria exploratória diferencial (TG/DSC), espectroscopia de infra vermelho (IR), Raman, espectroscopia UV-visível, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), fotoluminescência e difração de raio X, onde foi usado refinamento pelo Método de Rietveld. A adição de Sc causou um decréscimo da cela unitária e causou interferência na distribuição dos cátions nos sítios octaédricos formando vacâncias de cálcio e conseqüentemente aumentando a desordem. Medidas de fotoluminescência desses materiais mostraram uma intensa banda larga atribuída à desordem do CT e CTSc. / Calcium titanate presents perovskite type structure with interesting electrical properties for technological applications, such as thermisters, multilayer capacitors and DRAM memories. For the ceramic and electronic industries, research with perovskite has increased in importance due to the photoluminescent properties observed in these materials. In this work pure and Sc doped CaTiO3 at concentrations of 0.25, 0.5 and 1% molar was synthesized through the method of polymeric precursors . This method is based on the chelation of cations through citric acid in ethylene glycol solvent. The materials were calcined at temperatures varying from 350 to 850°C. The experimental results obtained through thermal analysis showed that the condition to obtaining amorphous powder with low content of organic matter is directly related to structural order of perovskite structure. The crystalline and amorphous pure and Sc doped powder was characterized through termogravimetric and diferential scaning calorimetry technique (TG/DSC), infrared spectroscopy (IR), Raman, UVvisible spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), photoluminescence and x-ray diffraction were used, refinement through method of Rietveld. Addition of Sc caused a decrease in the unitary cell and caused interference in the distribution of the cations in octahedral sites forming calcium vacancies, and consequently increasing the disorder. The Photoluminescent s of these materials showed an intense large band, attributed to the disorder of CT e CTSc.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002Bitstream added on 2014-06-13T19:12:29Z : No. of bitstreams: 1 lazaro_sr_me_araiq.pdf: 2071038 bytes, checksum: a6fdd300dddf4fe7933a6f1503d5a2a5 (MD5) / A presente dissertação baseou-se tanto em abordagens experimentais quanto teóricas no estudo da síntese e caracterização do titanato de cálcio – CaTiO3. Utilizou-se uma variação do método dos Precursores Poliméricos, o qual é baseado na quelação de cátions formadores (Ti e Nb) e modificadores (Ca, Sr e Pb) de rede, para obtenção do titanatos em geral. A partir dessas soluções obteve-se seus respectivos espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13, os quais foram relacionados com cálculos mecânicos quânticos para proposição das geometrias moleculares, tendo por objetivo esclarecer as estruturas e interações dos complexos formados no processo. Com esse estudo observou-se a propriedade de memória química intrínseca ao método utilizado. Com a calcinação das soluções precursoras estudaram-se as fases amorfa e cristalina do titanato de cálcio. Utilizaram-se as técnicas de difração de raios-X e espectroscopia de UV-visível por refletância, para investigação do “gap” do material. Com a descoberta da propriedade fotoluminescente da fase amorfa do material à temperatura ambiente, até então desconhecida, foram realizados cálculos mecânicos quânticos. Tais cálculos auxiliaram na explicação do fenômeno por meio da distribuição dos níveis energéticos do material. Essa metodologia de relação entre os resultados experimentais e teóricos demonstrou-se muito rica, tanto pela diversificação quanto pela quantidade de informações. / The present M.Sc. thesis was base don both experimental and theoretical approaches for study of the synthesis and characterization of calcium titanate – CaTiO3. It was used a variation of the Polymeric Precursor Method, that is based on the chelation of both network former (Ti, Nb) and network modifier cations, in order to obtain titanates in general. The solutions therefore prepared had their Carbon 13 NMR spectra obtained. These spectra, together with quantum mechanic calculations supported the proposition of the molecular geometries, with the goal of making clear the structures and interactions of the complexes formed in the process. In this study it was noticed that the chemical memory is intrinsic to this method. The amorphous and crystalline phases of calcium titanate, formed upon the heat treatment of the precursor citrates were studied. The technique of X-ray diffraction was used to phase determination and UV-visible reflectance spectroscopy was employed, in order to investigate the band gap of the material. The recent discovery of room temperature photoluminescence in the amorphous phase of this material encouraged the accomplishment of quantum mechanic calculations. These calculations helped to explain the phenomenon by means of the distribution of the energy levels of the material. Our methodology of interconnection between the experimental and theoretical results was shown to be very fruitful, in terms of both diversification and amount of information.

Orientador: Elson Longo da Silva / Banca: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Júlio Ricardo Sambrano / Resumo: A presente dissertação baseou-se tanto em abordagens experimentais quanto teóricas no estudo da síntese e caracterização do titanato de cálcio - CaTiO3. Utilizou-se uma variação do método dos Precursores Poliméricos, o qual é baseado na quelação de cátions formadores (Ti e Nb) e modificadores (Ca, Sr e Pb) de rede, para obtenção do titanatos em geral. A partir dessas soluções obteve-se seus respectivos espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13, os quais foram relacionados com cálculos mecânicos quânticos para proposição das geometrias moleculares, tendo por objetivo esclarecer as estruturas e interações dos complexos formados no processo. Com esse estudo observou-se a propriedade de memória química intrínseca ao método utilizado. Com a calcinação das soluções precursoras estudaram-se as fases amorfa e cristalina do titanato de cálcio. Utilizaram-se as técnicas de difração de raios-X e espectroscopia de UV-visível por refletância, para investigação do "gap" do material. Com a descoberta da propriedade fotoluminescente da fase amorfa do material à temperatura ambiente, até então desconhecida, foram realizados cálculos mecânicos quânticos. Tais cálculos auxiliaram na explicação do fenômeno por meio da distribuição dos níveis energéticos do material. Essa metodologia de relação entre os resultados experimentais e teóricos demonstrou-se muito rica, tanto pela diversificação quanto pela quantidade de informações. / Abstract: The present M.Sc. thesis was base don both experimental and theoretical approaches for study of the synthesis and characterization of calcium titanate - CaTiO3. It was used a variation of the Polymeric Precursor Method, that is based on the chelation of both network former (Ti, Nb) and network modifier cations, in order to obtain titanates in general. The solutions therefore prepared had their Carbon 13 NMR spectra obtained. These spectra, together with quantum mechanic calculations supported the proposition of the molecular geometries, with the goal of making clear the structures and interactions of the complexes formed in the process. In this study it was noticed that the chemical memory is intrinsic to this method. The amorphous and crystalline phases of calcium titanate, formed upon the heat treatment of the precursor citrates were studied. The technique of X-ray diffraction was used to phase determination and UV-visible reflectance spectroscopy was employed, in order to investigate the band gap of the material. The recent discovery of room temperature photoluminescence in the amorphous phase of this material encouraged the accomplishment of quantum mechanic calculations. These calculations helped to explain the phenomenon by means of the distribution of the energy levels of the material. Our methodology of interconnection between the experimental and theoretical results was shown to be very fruitful, in terms of both diversification and amount of information. / Mestre

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第24479号 / 医博第4921号 / 新制||医||1062(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 安達 泰治, 教授 別所 和久, 教授 長尾 美紀 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-16T19:39:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Rossana Rastrelo - 2013.pdf: 2678778 bytes, checksum: 4329b26aff589960a1fe0857e0f08b6a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Mesmo que não encontre o autor no currículo latters use apenas as iniciais do no nome do autor na citação. Nas instruções das teses e dissertações aparece: Nome em citações bibliográficas - esta instrução será para o item 25º PESSOA, J. M. on 2015-10-19T13:44:33Z (GMT) / Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-19T17:01:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lara Rossana Rastrelo - 2013.pdf: 2678778 bytes, checksum: 4329b26aff589960a1fe0857e0f08b6a (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Mesmo não tendo currículo latters use o nomes do autor abreviado na citação, ou seja, no lugar de RASTRELO, Lara Rossana. Síntese, caracterização e fotoluminescência de titanatos de cálcio dopados com íons Tm³+, Tb³+ e Sm³+. 2013. 64 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Catalão, 2013. USE: RASTRELO, L. R. Síntese, caracterização e fotoluminescência de titanatos de cálcio dopados com íons Tm³+, Tb³+ e Sm³+. 2013. 64 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Catalão, 2013. on 2015-10-20T10:53:09Z (GMT) / Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-20T14:58:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lara Rossana Rastrelo - 2013.pdf: 2678778 bytes, checksum: 4329b26aff589960a1fe0857e0f08b6a (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-20T15:18:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lara Rossana Rastrelo - 2013.pdf: 2678778 bytes, checksum: 4329b26aff589960a1fe0857e0f08b6a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T15:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lara Rossana Rastrelo - 2013.pdf: 2678778 bytes, checksum: 4329b26aff589960a1fe0857e0f08b6a (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The photoluminescent properties (FL) has always aroused the interest of the scientific community, especially after the discovery of photoluminescence at room temperature, which favors applications in new optical-electronic devices. This work used the Polymeric Precursors Method to obtain CTO doped with rare earth ion: Tm3+, Tb3+ and Sm3+. The materials: CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% and CTO:Sm2%,Tb0,3%,Tm0,5% were calcined at temperatures of 450, 500, 550 and 600 ° C in order to correlate structural changes and photoluminescence emission. Other materials: CTO:Sm1,2%,Tm0,5%, CTO:Tm0,5%,Tb0,3%, CTO:Sm1,2%,Tb0,3%, CTO:Sm1,2%Tb0,3%, CTO:Tb0,3%, CTO:Tm0,5%, CTO:Sm1,2% and CTO:Sm2% were calcined at 600 ° C in order to comprehend the influence of rare earth ions in photoluminescence emission process. The structural organization of the materials over long distances CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% was correlated with the emission FL. The FL intensity can be linked directly to the structural system, and the material totally disorganized or completely organized does not present FL emission. The material CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% showed the highest intensity FL to materials heat treated at 500oC, while the material CTO:Sm2%,Tb0,3%,Tm0,5% showed the highest intensity FL to materials heat treated at 450 oC. The electronic transitions from rare earth ions was observed to the obtained materials. / A propriedade fotoluminescente (FL) sempre despertou o interesse da comunidade científica, principalmente a partir da descoberta da fotoluminescência a temperatura ambiente, o que favorece uma infinidade de aplicações em novos dispositivos óptico-eletrônicos. Neste trabalho sintetizaram-se pelo Método dos Precursores Poliméricos matrizes de CTO dopado com os íons Tm3+, Tb3+ e Sm3+. Os materiais: CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% e CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% foram calcinados nas temperaturas de 450, 500, 550 e 600ºC para a comparação de evolução estrutural e fotoluminescência. Outros materiais: CTO:Sm1,2%,Tm0,5%, CTO:Tm0,5%,Tb0,3%, CTO:Sm1,2%,Tb0,3%, CTO:Sm1,2%Tb0,3%, CTO:Tb0,3%, CTO:Tm0,5%, CTO:Sm1,2% e CTO:Sm2% foram calcinados a 600ºC para estudar a emissão apenas dos íons adicionados na matriz. A organização estrutural dos materiais a longa distância do CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% foi comparada com a emissão FL. A intensidade FL esta ligada diretamente ao ordenamento estrutural, se o material estiver totalmente desorganizado ou totalmente organizado não haverá emissão FL. O material CTO:Sm1,2%,Tb0,3%,Tm0,5% calcinado a 500ºC apresentou a maior intensidade FL. O material CTO:Sm2%,Tb0,3%,Tm0,5% quando calcinado a 450ºC apresentou a maior intensidade FL. Após a análise dos dados referentes à caracterização dos materiais foi possível atribuir às transições eletrônicas que ocorrem com os íons terras-raras e a influência da inserção de mais de um íon dopante na matriz titanato de cálcio na emissão FL.

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Final publication is available at http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10856-015-5612-2 / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第19566号 / 医博第4073号 / 新制||医||1013(附属図書館) / 32602 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 安達 泰治, 教授 戸口田 淳也, 教授 鈴木 茂彦 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

This thesis deals with the investigations on the dielectric properties of polycrystalline ceramics having uncommon substitutions in barium titanate and other related phases of BaTiO3-CaTiO3, MgTiO3-CaTiO3 and MgTiO3-BaTiO3 systems. After presenting a brief introduction on the ceramic materials studied in terms of their crystal structures, electrical properties, nonstoichiometry and microstructural characteristics. The thesis describes the synthesis of the ceramics and the methodology of different techniques utilized in characterizing the samples. Barium calcium titanate was synthesized through novel wet chemical techniques and the dielectric properties of calcium substituted barium titanate do not reveal multi-site occupancy whereas they are predominantly influenced by the A/B cationic ratio. The role of transition metals of the 3d series from vanadium (Z=23) to zinc (Z=30) in modifying the crystallographic phase content, microstructure and the dielectric properties of BaTiO3 ceramics containing 10 at% impurities were studied. All the transition metals brought about the phase conversion to hexagonal BaTiO3, although no systematics could be arrived at relating the hexagonal content to the 3d electronic configuration of the impurities. The relaxor dielectrics arising from the titanate solid solution with uncommon substitution and its interconversion to normal ferroelectrics is studied. The effects of cationic substitutions of iron and niobium for titanium in BaTiO3 pervoskite lattice in crystal symmetry and dielectric properties were investigated. The above dielectric characteristics are comparable in a converse way to those of the well known Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 system wherein the relaxor behaviour occurs within the lower lead titanate compositional limits. The modification in -T characteristics of positive temperature coefficient in resistance (PTCR) by the addition of segregative additives such as B2O3, Al2O3 etc in BaTiO3 and its conversion to grain boundary layer capacitance is studied. The presence of Al-related hole centers at the grain boundary regions resulted in charge redistribution across the modified phase transition temperatures due to symmetry-related vibronic interactions, which result in broad PTCR characteristics extending to higher temperatures. The processing of high permittivity ceramics by the manipulation of microstructural features in semiconducting BaTiO3 is studied wherein the grain boundary layer effect superimposed with the contributions from the barrier layers formed during electroding related to microstructure is proposed to be responsible for the unusual high permittivity in semiconducting BaTiO3. The influence of Mg2+ as a substituent in modifying the crystallographic phase contents, microstructure and the dielectric properties of (Ba1-xMgx)TiO3 ceramics, (x ranging from zero to 1.0 ) is studied. The results point to the dual occupancy of Mg2+ both in A and B sublattice and the role of oxygen vacancy as well as (Ti3+ –VO) defects in stabilization of hexagonal phase to lower temperatures. The microwave dielectrics of the BaMg6Ti6O19 phase formed in the compositional range of x=0.4 to 0.7 was investigated for suitable application in microwave dielectrics. Extensive miscibility between the ilmenite-type MgTiO3 and perovskite-type CaTiO3 over a wide compositional range is brought about by the simultaneous equivalent substitution of Al3+ and La3+. The resulting Mg1-(x+y)CaxLay)(Ti1-yAly)O3 ceramics exhibit improved microwave dielectric properties by way of high permittivity, low TCK and high quality factor. The elemental distribution reveals the complexity in the Mg/Ca distribution and its correlation with the solid state miscibility as well as dielectric properties. Microwave dielectric property of Mg4Al2Ti9O25 which is detected as secondary phase is studied in detail.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(人間・環境学) / 甲第23265号 / 人博第980号 / 新制||人||232(附属図書館) / 2020||人博||980(吉田南総合図書館) / 京都大学大学院人間・環境学研究科相関環境学専攻 / (主査)教授 吉田 寿雄, 教授 田部 勢津久, 教授 中村 敏浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Human and Environmental Studies / Kyoto University / DFAM