Nesta tese estudamos as condições para o crescimento estável dos compostos óxidos de metais de transição Sr2MO4 e das soluções sólidas SrM1-xM\'xO3, (M,M\'=Ru,Ti,V) pela técnica de fusão a laser de pedestais. Os nutrientes e sementes policristalinos utilizados para produzir fibras monocristalinas crescidas por fusão a laser não foram, em geral, nem queimados nem sinterizados antes do seu uso. Dois caminhos diferentes de processamento foram seguidos para a preparação de amostras cristalinas. A melhor condição de crescimento cristalino encontrada foi a que envolve o uso de atmosfera gasosa isostática como ambiente de crescimento cristalino. Porém, enquanto que fibras monocristalinas altamente homogêneas de SrTiO3, Sr2RuO4 e SrVO3 foram obtidas desta maneira, foi muito difícil estabelecer condições aceitáveis de crescimento cristalino para as soluções sólidas. A forte influência da natureza química do ambiente de crescimento cristalino e dos reagentes químicos de partida na qualidade da fibra monocristalina foi investigada. Explicações para as principais dificuldades encontradas no crescimento tanto das composições extremas como das suas soluções sólidas foram inferidas usando argumentos termodinâmicos e cálculos semi-empíricos dos parâmetros importantes envolvidos no processo de crescimento cristalino. A caracterização das fibras monocristalinas incluiu algumas adaptações aos métodos tradicionais de caracterização da resistividade elétrica, microestrutura e composição em cristais volumétricos. / In this thesis we have studied the conditions for the stable growth of the transition metal oxide compounds Sr2MO4 and solid solutions SrM1-xM\'xO3, (M,M\'=Ru,Ti,V) by the laserheated pedestal growth (LHPG) technique. The polycrystalline seed and feed rods used to grow single crystal fibers have, in general, not been fired or sintered prior to use. Two different processing methods were followed to prepare single crystal samples. The best crystal growth condition found was one involving the use of isostatic gaseous atmosphere as the crystal growth ambient. However, while highly homogeneous SrTiO3, Sr2RuO4 and SrVO3 single crystal fibers were obtained in this way, it was very difficult to establish acceptable crystal growth conditions for the preparation of the solid solutions. The strong influence of the chemical nature of the crystal growth ambient and starting reagents on the single crystal fiber quality was investigated. Explanations for the main difficulties found to grow both the extreme compositions and their solid solutions have been inferred using thermodynamic arguments and semi-empirical calculations of important parameters involved in the crystal growth process. Single crystal fibers characterization included some adaptations to the traditional electrical resistivity, microstructural and compositional methods practised in bulk crystals.

Neste trabalho desenvolvemos processos de crescimento e caracterização de fibras monocristalinas de SrTiO3 e Sr2RuO4 puros e como soluções sólidas através da técnica LHPG (laser heated pedestal growth). Esses processos são descritos desde as sínteses dos compostos, preparação dos nutrientes e sementes necessários para aplicação da técnica. Alguns resultados inéditos foram obtidos relativos à influência de cada um desses procedimentos e das alterações de parâmetros próprios da técnica na qualidade e características das fibras monocristalinas obtidas através dos resultados da caracterização estrutural, composicional e elétrica das fibras desses compostos. Diversas fibras monocristalinas de SrTiO3 puro foram obtidas diretamente a partir de nutrientes dos reagentes SrCO3 e TiO2, enquanto que, fibras monocristalinas de Sr2RuO4, (um novo composto de grande interesse tecnológico), foram obtidas de nutrientes de SrRuO3. A importância desses dois últimos resultados, inéditos até então, será discutida em detalhes neste trabalho. Deficiência de rutênio de até 75% do valor nominal dos nutrientes, além de gradientes de composição indesejados, foram encontrados no volume das fibras monocristalinas de algumas composições da solução sólida. Neste último caso a qualidade das fibras parece depender fortemente da taxa de puxamento do nutriente e da semente, respectivamente, bem como do processo utilizado na preparação da matéria prima. / In this work we developed characterization and crystal growth processes of Sr2RuO4, pure SrTiO3 and some compounds of the solid solution SrTi1-xRuxO3 through the LHPG (laser heated pedestal growth) technique. These processes are described from the synthesis of compounds and the preparation of seeds and nutrients necessary for the application of the technique. Some new results related to change of parameters of the technique and the influence of each preparation procedure on the quality and characteristics of the fibers were obtained through the results of the structural, compositional and electrical characterization of single crystal fibers of these compounds. Several SrTiO3 single crystal fibers were directly obtained from nutrients of the reagents SrCO3 and TiO2 while Sr2RuO4 (a new compound of considerable technological interest) single crystal fibers were obtained from SrRuO3 nutrients. The importance of these last two results, that are unknown up to now, will be discussed in detail in this work. Ruthenium deficiency up to 75% of the nominal value of the nutrients, besides undesired composition gradients, were found in the bulk of solid solution single crystal fibers of some compositions. In this last case, apparently the qualities of the single crystal fibers have a strong dependence on the feeding and pulling rates of nutrient and seed, respectively, as well as of the processes used for start materials preparation.

Neste trabalho desenvolvemos processos de crescimento e caracterização de fibras monocristalinas de SrTiO3 e Sr2RuO4 puros e como soluções sólidas através da técnica LHPG (laser heated pedestal growth). Esses processos são descritos desde as sínteses dos compostos, preparação dos nutrientes e sementes necessários para aplicação da técnica. Alguns resultados inéditos foram obtidos relativos à influência de cada um desses procedimentos e das alterações de parâmetros próprios da técnica na qualidade e características das fibras monocristalinas obtidas através dos resultados da caracterização estrutural, composicional e elétrica das fibras desses compostos. Diversas fibras monocristalinas de SrTiO3 puro foram obtidas diretamente a partir de nutrientes dos reagentes SrCO3 e TiO2, enquanto que, fibras monocristalinas de Sr2RuO4, (um novo composto de grande interesse tecnológico), foram obtidas de nutrientes de SrRuO3. A importância desses dois últimos resultados, inéditos até então, será discutida em detalhes neste trabalho. Deficiência de rutênio de até 75% do valor nominal dos nutrientes, além de gradientes de composição indesejados, foram encontrados no volume das fibras monocristalinas de algumas composições da solução sólida. Neste último caso a qualidade das fibras parece depender fortemente da taxa de puxamento do nutriente e da semente, respectivamente, bem como do processo utilizado na preparação da matéria prima. / In this work we developed characterization and crystal growth processes of Sr2RuO4, pure SrTiO3 and some compounds of the solid solution SrTi1-xRuxO3 through the LHPG (laser heated pedestal growth) technique. These processes are described from the synthesis of compounds and the preparation of seeds and nutrients necessary for the application of the technique. Some new results related to change of parameters of the technique and the influence of each preparation procedure on the quality and characteristics of the fibers were obtained through the results of the structural, compositional and electrical characterization of single crystal fibers of these compounds. Several SrTiO3 single crystal fibers were directly obtained from nutrients of the reagents SrCO3 and TiO2 while Sr2RuO4 (a new compound of considerable technological interest) single crystal fibers were obtained from SrRuO3 nutrients. The importance of these last two results, that are unknown up to now, will be discussed in detail in this work. Ruthenium deficiency up to 75% of the nominal value of the nutrients, besides undesired composition gradients, were found in the bulk of solid solution single crystal fibers of some compositions. In this last case, apparently the qualities of the single crystal fibers have a strong dependence on the feeding and pulling rates of nutrient and seed, respectively, as well as of the processes used for start materials preparation.

Nesta tese estudamos as condições para o crescimento estável dos compostos óxidos de metais de transição Sr2MO4 e das soluções sólidas SrM1-xM\'xO3, (M,M\'=Ru,Ti,V) pela técnica de fusão a laser de pedestais. Os nutrientes e sementes policristalinos utilizados para produzir fibras monocristalinas crescidas por fusão a laser não foram, em geral, nem queimados nem sinterizados antes do seu uso. Dois caminhos diferentes de processamento foram seguidos para a preparação de amostras cristalinas. A melhor condição de crescimento cristalino encontrada foi a que envolve o uso de atmosfera gasosa isostática como ambiente de crescimento cristalino. Porém, enquanto que fibras monocristalinas altamente homogêneas de SrTiO3, Sr2RuO4 e SrVO3 foram obtidas desta maneira, foi muito difícil estabelecer condições aceitáveis de crescimento cristalino para as soluções sólidas. A forte influência da natureza química do ambiente de crescimento cristalino e dos reagentes químicos de partida na qualidade da fibra monocristalina foi investigada. Explicações para as principais dificuldades encontradas no crescimento tanto das composições extremas como das suas soluções sólidas foram inferidas usando argumentos termodinâmicos e cálculos semi-empíricos dos parâmetros importantes envolvidos no processo de crescimento cristalino. A caracterização das fibras monocristalinas incluiu algumas adaptações aos métodos tradicionais de caracterização da resistividade elétrica, microestrutura e composição em cristais volumétricos. / In this thesis we have studied the conditions for the stable growth of the transition metal oxide compounds Sr2MO4 and solid solutions SrM1-xM\'xO3, (M,M\'=Ru,Ti,V) by the laserheated pedestal growth (LHPG) technique. The polycrystalline seed and feed rods used to grow single crystal fibers have, in general, not been fired or sintered prior to use. Two different processing methods were followed to prepare single crystal samples. The best crystal growth condition found was one involving the use of isostatic gaseous atmosphere as the crystal growth ambient. However, while highly homogeneous SrTiO3, Sr2RuO4 and SrVO3 single crystal fibers were obtained in this way, it was very difficult to establish acceptable crystal growth conditions for the preparation of the solid solutions. The strong influence of the chemical nature of the crystal growth ambient and starting reagents on the single crystal fiber quality was investigated. Explanations for the main difficulties found to grow both the extreme compositions and their solid solutions have been inferred using thermodynamic arguments and semi-empirical calculations of important parameters involved in the crystal growth process. Single crystal fibers characterization included some adaptations to the traditional electrical resistivity, microstructural and compositional methods practised in bulk crystals.