Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-17Bitstream added on 2014-06-13T19:40:52Z : No. of bitstreams: 1 guarany_ca_dr_bauru.pdf: 3222268 bytes, checksum: 6e2051c16073f3ad22fc2a82421a6a90 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Sistema ferroelétrico Pb'Z IND. 1-x''Ti IND. x''O IND. 3'(PZT) vem sendo amplamente estudado devido a interessantes propriedades físicas para composições próximas ao contorno de fase morfotrópico (CFM). No PZT o CFM se encontra em composições próximas a x = 0,50 no diagrama de fases, e separa a fase tetragonal da monoclínica. Nesta região é onde o PZT exibe elevado coeficiente eletromecânico. Comportamento e características similares também são exibidos no sistema 'Pb('Mg IND. 1/3''Nb IND. 2/3''O IND. 3) IND. (1-x)'Ti IND. x''O IND. 3' (PMN-PT), com propriedades eletromecânicas uma ordem de magnitude superior ao das cerâmicas de PZT. Desde a descoberta de uma fase ferroelétrica monoclínica nas proximidades do CFM para sistemas PZT e PMN-PT, estes ferroelétricos vem atraindo a atenção de diversos pesquisadores na tentativa de compreender a relação entre as características estruturais e as propriedades piezelétricas. Além disso, a descoberta de uma transição de fase estrutural induzida pela aplicação de um campo elétrico externo no PMN-PT realça o importante papel da fase intermediária monoclínica na alta resposta eletromecânica destes materiais. Nesta tese, transições de fases estruturais nos sistemas PZT e PMN-PT foram investigadas utilizando a técnica de espectroscopia de infravermelho em função da temperatura. Os estudos em função da temperatura foram centrados nos modos 'v IND. 1'-stretching, dos octaedros 'BO IND. 6' na estrutura 'AB IND. 3', e nas correspondentes larguras a meia altura 'W IND. i' para os sistemas PZT e PMN-PT. A ocorrência de anomalias no modo 'v IND. 1'-stretching foi associada à transição de fase estrutural. Um estudo suplementar, da influência de campos elétricos contínuos e alternados, nas propriedades dielétricas em função da temperatura para cerâmicas de PMN-35PT foi conduzido utilizando espectroscopia de impedância. / The Pb'Z IND. 1-x''Ti IND. x''O IND. 3'(PZT) ferroelectric system has been extensively studied because of its interesting physical proprieties close to the morphotropic phase boundary (MPB), the nearly vertical phase boundary between the tretragonal and monoclinic regions of the phase diagram to x = 0.50, where the material exhibits outstanding electromechanical proprieties. Similar behavior and features are also present in 'Pb('Mg IND. 1/3''Nb IND. 2/3''O IND. 3) IND. (1-x)'Ti IND. x''O IND. 3' (PMN-PT), with electromechanical proprieties sometimes one order of magnitude large than PZT ceramics. Since the discovery of a ferroelectric monoclinic phase in the PZT and PMN-PT system, for composition close to MPB that was not predicted on the original phase diagram, these ferroelectrics attained the attention of several researches due to the possibility of understanding the relatonship between structural features and piezoelectric properties. Moreover, interesting electric field induced phase transitions were discovered in PMN-PT highlighting the important role of the intermediate monoclinic phase for high electromechanical response of this material. In this thesis, structural phase transition was PZT and PMN-PT system were investigated by infrared spectroscopy as a function of temperature. Studies were centered on monitoring the behavior of the 'v IND. 1'-stretching modes and corresponding half width 'W IND. i' as a function of temperature in 'BO IND. 6' octahedron in 'AB IND. 3' structure of the PZT and PMN-PT. The occurrences of the anomalies in the 'v IND. 1'-stretching modes were associated to a structural phase transition. Additional temperature dependence of dielectric properties for PMN-0.35PT ceramics under different dc bias and ac driving electric fields were investigated by impedance spectroscopy.

Orientador: Ram Sharan Katiyar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galzerani_JoseClaudio_M.pdf: 1736241 bytes, checksum: e2b3b9135bb2c3f7f5966fbfb515b7b7 (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-05Bitstream added on 2014-06-13T20:41:14Z : No. of bitstreams: 1 lima_ec_dr_ilha.pdf: 2673140 bytes, checksum: 4fe5d64f1442666680854f09eb619017 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O sistema ferroelétrico PbZr1-xTixO3 (PZT) vem sendo amplamente estudado devido às interessantes propriedades físicas para composições próximas ao Contorno de Fases Morfotrópico (CFM). A compreensão da fenomenologia de filmes ferroelétricos está atualmente sob intensa investigação, pois o fenômeno da ferroeletricidade exibe uma dependência intrínseca com relação à dimensão das amostras. O processamento de filmes é muito importante para o desenvolvimento da miniaturização de dispositivos eletrônicos com baixo consumo de energia e baixa tensão de operação. Desta forma, os métodos químicos tem tido grande evolução com respeito à obtenção de filmes com boa homogeneidade e cristalinidade. As temperaturas de pirólise e de cristalização desempenham um papel fundamental na cristalinidade dos filmes. Devido às altas temperaturas de obtenção dos filmes produzidos com os métodos químicos, a volatilidade do óxido de chumbo no sistema PZT torna-se um problema fundamental para discussão. Esta observação evidenciou a presença de uma fase indesejada intitulada pirocloro. A resposta dielétrica e ferroelétrica dos filmes obtidos com a fase pirocloro revela uma degradação destas propriedades. Para contornar o problema várias hipóteses foram testadas a fim de encontrar um meio para supressão da fase pirocloro. Desta forma, a síntese dos filmes foi empregada de forma a estudar o desempenho do excesso de óxido de chumbo em função da temperatura de pirólise para diferentes substratos. A transformação da fase pirocloro para perovskita foi reportada em função da temperatura de pirólise. Diferentes técnicas experimentais foram utilizadas neste estudo visando mapear a estrutura cristalina de longo e curto alcance ao longo da espessura dos filmes, o stress/strain residual em torno da interface... / The system ferroelectric PbZr1-xTixO3 (PZT) has been widely studied due to interesting physical properties for compositions near the Morphotropic Phase Boundary (MPB). The understanding of the phenomenology of ferroelectric films is currently under intense investigation, because the phenomenon of ferroelectricity shows an intrinsic dependence with respect to sample size. The film processing is very important for the development of miniaturization of electronic devices with low power consumption and low voltage operation. Therefore, chemical methods have had great progress with respect to obtaining films with good homogeneity and crystallinity. The pyrolysis temperature and crystallization play a key role in the crystallinity of the films. Due to high temperatures for obtaining films with chemical methods, the volatility of lead oxide in the PZT system becomes a fundamental problem for discussion. This observation revealed the presence of an unwanted entitled pyrochlore phase. The ferroelectric and dielectric response of the films obtained with the pyrochlore phase shows a degradation of these properties. To overcome this problem several hypotheses were tested in order to find a way to suppress the pyrochlore phase. Thus, the synthesis of the films was employed in order to study the performance of the excess lead oxide as a function of pyrolysis temperature for different substrates. The transformation of pyrochlore to perovskite phase was reported as a function of pyrolysis temperature. Different experimental techniques were used in this study to map the crystal structure of long and short range along the different thicknesses of the films, the stress/strain residual around the interface film/substrate, morphology, electrical properties, piezoelectric and ferroelectric films. The integrated analysis of the results aims to understand the phenomenology associated with the origins of self-polarization in ferroelectric thin films

Orientador: Eudes Borges de Araújo / Banca: José de los Santos Guerra / Banca: Keizo Yukimitu / Banca: Antonio Sergio Bezerra Sombra / Banca: José Antonio Eiras / Resumo: O sistema ferroelétrico PbZr1-xTixO3 (PZT) vem sendo amplamente estudado devido às interessantes propriedades físicas para composições próximas ao Contorno de Fases Morfotrópico (CFM). A compreensão da fenomenologia de filmes ferroelétricos está atualmente sob intensa investigação, pois o fenômeno da ferroeletricidade exibe uma dependência intrínseca com relação à dimensão das amostras. O processamento de filmes é muito importante para o desenvolvimento da miniaturização de dispositivos eletrônicos com baixo consumo de energia e baixa tensão de operação. Desta forma, os métodos químicos tem tido grande evolução com respeito à obtenção de filmes com boa homogeneidade e cristalinidade. As temperaturas de pirólise e de cristalização desempenham um papel fundamental na cristalinidade dos filmes. Devido às altas temperaturas de obtenção dos filmes produzidos com os métodos químicos, a volatilidade do óxido de chumbo no sistema PZT torna-se um problema fundamental para discussão. Esta observação evidenciou a presença de uma fase indesejada intitulada pirocloro. A resposta dielétrica e ferroelétrica dos filmes obtidos com a fase pirocloro revela uma degradação destas propriedades. Para contornar o problema várias hipóteses foram testadas a fim de encontrar um meio para supressão da fase pirocloro. Desta forma, a síntese dos filmes foi empregada de forma a estudar o desempenho do excesso de óxido de chumbo em função da temperatura de pirólise para diferentes substratos. A transformação da fase pirocloro para perovskita foi reportada em função da temperatura de pirólise. Diferentes técnicas experimentais foram utilizadas neste estudo visando mapear a estrutura cristalina de longo e curto alcance ao longo da espessura dos filmes, o stress/strain residual em torno da interface... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The system ferroelectric PbZr1-xTixO3 (PZT) has been widely studied due to interesting physical properties for compositions near the Morphotropic Phase Boundary (MPB). The understanding of the phenomenology of ferroelectric films is currently under intense investigation, because the phenomenon of ferroelectricity shows an intrinsic dependence with respect to sample size. The film processing is very important for the development of miniaturization of electronic devices with low power consumption and low voltage operation. Therefore, chemical methods have had great progress with respect to obtaining films with good homogeneity and crystallinity. The pyrolysis temperature and crystallization play a key role in the crystallinity of the films. Due to high temperatures for obtaining films with chemical methods, the volatility of lead oxide in the PZT system becomes a fundamental problem for discussion. This observation revealed the presence of an unwanted entitled pyrochlore phase. The ferroelectric and dielectric response of the films obtained with the pyrochlore phase shows a degradation of these properties. To overcome this problem several hypotheses were tested in order to find a way to suppress the pyrochlore phase. Thus, the synthesis of the films was employed in order to study the performance of the excess lead oxide as a function of pyrolysis temperature for different substrates. The transformation of pyrochlore to perovskite phase was reported as a function of pyrolysis temperature. Different experimental techniques were used in this study to map the crystal structure of long and short range along the different thicknesses of the films, the stress/strain residual around the interface film/substrate, morphology, electrical properties, piezoelectric and ferroelectric films. The integrated analysis of the results aims to understand the phenomenology associated with the origins of self-polarization in ferroelectric thin films / Doutor

Este trabalho investigou a obtenção de filmes finos e pós de titanato de bário (BaTiO3), titanato de chumbo (PbTiO3) e titanato de bário e chumbo (Ba,Pb)TiO3, bem como sua caracterização microestrutural e de propriedades ópticas e elétricas. Os filmes foram obtidos por sol-gel polimérico a partir da reação de esterificação, utilizando como catalisadores ácido acético e uma mistura de alcoóis. Como precursores para a obtenção de BaTiO3, se utilizou butóxido de titânio e carbonato de bário; para a formação do PbTiO3, butóxido de titânio e acetato de chumbo. Para a formação do óxido contendo bário e chumbo, foi feita uma mistura equimolar [1:1] dos sóis de BaTiO3 e PbTiO3. Os reticuladores de rede responsáveis pela poliesterificação foram: polietileno glicol, monoetileno glicol, e estearamida. Os sóis obtidos foram depositados sobre polimetilmetacrilato pela técnica de spin coating (1, 2 e 3 camadas). Parte dos sóis foram espontaneamente geleificados para a obtenção de pós, utilizados na caracterização dos sistemas. Tanto os filmes finos, quanto os pós, foram tratados termicamente a 80 ºC por 120 min e analisados quanto ao comportamento térmico, e quanto à cristalinidade, morfologia e ângulo de molhamento entre os sóis e o substrato. Os resultados mostraram que o BaTiO3 e o PbTiO3 apresentaram estrutura amorfa. Já o óxido (Ba,Pb)TiO3, apresentou uma estrutura cristalina (BaTiO3 e PbTiO3 como fases majoritárias) inserida numa estrutura aparentemente amorfa. Por espectroscopia Raman, foi possível observar picos característicos da simetria tetragonal para os três sistemas investigados. Os filmes formados apresentaram alguns aglomerados sobre a superfície. A espessura dos filmes de BaTiO3, PbTiO3 e (Ba,Pb)TiO3 variou de 106 a 233 nm, 192 a 310 nm e 106 a 361 nm, respectivamente, sendo classificados como filmes finos com camadas espessas. O ângulo de molhamento entre a gota (sóis) e o substrato foi de 16,6º para o BaTiO3, 21,6º para o PbTiO3 e 17,8º para o (Ba,Pb)TiO3, caracterizando assim, o líquido como molhante. A resistividade elétrica alcançou valores de 1,81x104 a 3,40x106 Ω.m, para o BaTiO3, 1,2x104 a 2,1x107 Ω.m para o PBTiO3, e 7,0x103 a 2,0x106 Ω.m para o (Ba,Pb)TiO3.A transmitância e o índice de refração dos filmes variaram na faixa de 82 a 85% e 1,63 a 1,74 para o BaTiO3, de 80 a 90% e 1,75 a 1,88 PbTiO3, de 83 a 89% e1,59 a 1,96 (Ba,Pb)TiO3, respectivamente. / This study investigated the obtainment of thin films and barium titanate powders (BaTiO3), lead titanate (PbTiO3) and barium-lead-titanate (Ba,Pb)TiO3, as well as their microstructural characterization, optical and electrical properties. The films were obtained by sol-gel polymerization from the esterification reaction using acetic acid and a mixture of alcohols as catalyst. Titanium butoxide and barium carbonate were used as precursors to obtain BaTiO3; titanium butoxide and lead acetate for the formation of PbTiO3. The formation of the oxide containing barium and lead was made by an equimolar mixture [1:1] with sols of BaTiO3 and PbTiO3. The network cross-linkers responsible for the polyesterification were: polyethylene glycol, monoethylene glycol, and stearamide. The obtained sols were placed on polymethylmethacrylate by the spin coating technique (1, 2 and 3 layers). Parts of sols were spontaneously converted into gel in order to obtain powders which were used in the systems characterization. Both thin films and the powders were thermally treated at 80 °C for 120 min and analyzed considering thermal behavior, crystallinity, morphology, as well as the wetting angle between the sols and the substrate. The results showed that both BaTiO3 and PbTiO3 presented an amorphous structure. Yet theoxide (Ba,Pb)TiO3, produced a crystal structure (BaTiO3 and PbTiO3 as prevalent phases) inserted into structure, which is apparently amorphous. It was possible to observe through Raman spectroscopy, the characteristic peaks of tetragonal symmetry on the three investigated systems. The formed films presented some clusters on the surface. The thickness of the films of BaTiO3, PbTiO3 and (Ba,Pb)TiO3 varied from 106 to 233 nm, 192 to 310 and 106 to 361 nm respectively and they were classified as thin films with thick layers. The wetting angle between the drop (sols) and the substrate was 16,4º for BaTiO3, 21,6º for and 17,8º for (Ba,Pb)TiO3 , which featured as a wetting liquid. The electrical resistivity reached the following values: 1,81x104 the 3,40x106Ω.m, for BaTiO3, 1,2x104 to 2,1x107Ω.m for PbTiO3, and 7,0x103 to 2,0x106Ω.m for (Ba,Pb)TiO3. The transmittance and the refraction index of the films ranged from 82-85% and from 1.63 to 1.74 for the BaTiO3, from 80 to 90% and from 1.75 to 1.88 PbTiO3, from 83 to 89% and 1,59 to 1.96 (Ba,Pb) TiO3, respectively.

Este trabalho investigou a obtenção de filmes finos e pós de titanato de bário (BaTiO3), titanato de chumbo (PbTiO3) e titanato de bário e chumbo (Ba,Pb)TiO3, bem como sua caracterização microestrutural e de propriedades ópticas e elétricas. Os filmes foram obtidos por sol-gel polimérico a partir da reação de esterificação, utilizando como catalisadores ácido acético e uma mistura de alcoóis. Como precursores para a obtenção de BaTiO3, se utilizou butóxido de titânio e carbonato de bário; para a formação do PbTiO3, butóxido de titânio e acetato de chumbo. Para a formação do óxido contendo bário e chumbo, foi feita uma mistura equimolar [1:1] dos sóis de BaTiO3 e PbTiO3. Os reticuladores de rede responsáveis pela poliesterificação foram: polietileno glicol, monoetileno glicol, e estearamida. Os sóis obtidos foram depositados sobre polimetilmetacrilato pela técnica de spin coating (1, 2 e 3 camadas). Parte dos sóis foram espontaneamente geleificados para a obtenção de pós, utilizados na caracterização dos sistemas. Tanto os filmes finos, quanto os pós, foram tratados termicamente a 80 ºC por 120 min e analisados quanto ao comportamento térmico, e quanto à cristalinidade, morfologia e ângulo de molhamento entre os sóis e o substrato. Os resultados mostraram que o BaTiO3 e o PbTiO3 apresentaram estrutura amorfa. Já o óxido (Ba,Pb)TiO3, apresentou uma estrutura cristalina (BaTiO3 e PbTiO3 como fases majoritárias) inserida numa estrutura aparentemente amorfa. Por espectroscopia Raman, foi possível observar picos característicos da simetria tetragonal para os três sistemas investigados. Os filmes formados apresentaram alguns aglomerados sobre a superfície. A espessura dos filmes de BaTiO3, PbTiO3 e (Ba,Pb)TiO3 variou de 106 a 233 nm, 192 a 310 nm e 106 a 361 nm, respectivamente, sendo classificados como filmes finos com camadas espessas. O ângulo de molhamento entre a gota (sóis) e o substrato foi de 16,6º para o BaTiO3, 21,6º para o PbTiO3 e 17,8º para o (Ba,Pb)TiO3, caracterizando assim, o líquido como molhante. A resistividade elétrica alcançou valores de 1,81x104 a 3,40x106 Ω.m, para o BaTiO3, 1,2x104 a 2,1x107 Ω.m para o PBTiO3, e 7,0x103 a 2,0x106 Ω.m para o (Ba,Pb)TiO3.A transmitância e o índice de refração dos filmes variaram na faixa de 82 a 85% e 1,63 a 1,74 para o BaTiO3, de 80 a 90% e 1,75 a 1,88 PbTiO3, de 83 a 89% e1,59 a 1,96 (Ba,Pb)TiO3, respectivamente. / This study investigated the obtainment of thin films and barium titanate powders (BaTiO3), lead titanate (PbTiO3) and barium-lead-titanate (Ba,Pb)TiO3, as well as their microstructural characterization, optical and electrical properties. The films were obtained by sol-gel polymerization from the esterification reaction using acetic acid and a mixture of alcohols as catalyst. Titanium butoxide and barium carbonate were used as precursors to obtain BaTiO3; titanium butoxide and lead acetate for the formation of PbTiO3. The formation of the oxide containing barium and lead was made by an equimolar mixture [1:1] with sols of BaTiO3 and PbTiO3. The network cross-linkers responsible for the polyesterification were: polyethylene glycol, monoethylene glycol, and stearamide. The obtained sols were placed on polymethylmethacrylate by the spin coating technique (1, 2 and 3 layers). Parts of sols were spontaneously converted into gel in order to obtain powders which were used in the systems characterization. Both thin films and the powders were thermally treated at 80 °C for 120 min and analyzed considering thermal behavior, crystallinity, morphology, as well as the wetting angle between the sols and the substrate. The results showed that both BaTiO3 and PbTiO3 presented an amorphous structure. Yet theoxide (Ba,Pb)TiO3, produced a crystal structure (BaTiO3 and PbTiO3 as prevalent phases) inserted into structure, which is apparently amorphous. It was possible to observe through Raman spectroscopy, the characteristic peaks of tetragonal symmetry on the three investigated systems. The formed films presented some clusters on the surface. The thickness of the films of BaTiO3, PbTiO3 and (Ba,Pb)TiO3 varied from 106 to 233 nm, 192 to 310 and 106 to 361 nm respectively and they were classified as thin films with thick layers. The wetting angle between the drop (sols) and the substrate was 16,4º for BaTiO3, 21,6º for and 17,8º for (Ba,Pb)TiO3 , which featured as a wetting liquid. The electrical resistivity reached the following values: 1,81x104 the 3,40x106Ω.m, for BaTiO3, 1,2x104 to 2,1x107Ω.m for PbTiO3, and 7,0x103 to 2,0x106Ω.m for (Ba,Pb)TiO3. The transmittance and the refraction index of the films ranged from 82-85% and from 1.63 to 1.74 for the BaTiO3, from 80 to 90% and from 1.75 to 1.88 PbTiO3, from 83 to 89% and 1,59 to 1.96 (Ba,Pb) TiO3, respectively.

Este trabalho investigou a obtenção de filmes finos e pós de titanato de bário (BaTiO3), titanato de chumbo (PbTiO3) e titanato de bário e chumbo (Ba,Pb)TiO3, bem como sua caracterização microestrutural e de propriedades ópticas e elétricas. Os filmes foram obtidos por sol-gel polimérico a partir da reação de esterificação, utilizando como catalisadores ácido acético e uma mistura de alcoóis. Como precursores para a obtenção de BaTiO3, se utilizou butóxido de titânio e carbonato de bário; para a formação do PbTiO3, butóxido de titânio e acetato de chumbo. Para a formação do óxido contendo bário e chumbo, foi feita uma mistura equimolar [1:1] dos sóis de BaTiO3 e PbTiO3. Os reticuladores de rede responsáveis pela poliesterificação foram: polietileno glicol, monoetileno glicol, e estearamida. Os sóis obtidos foram depositados sobre polimetilmetacrilato pela técnica de spin coating (1, 2 e 3 camadas). Parte dos sóis foram espontaneamente geleificados para a obtenção de pós, utilizados na caracterização dos sistemas. Tanto os filmes finos, quanto os pós, foram tratados termicamente a 80 ºC por 120 min e analisados quanto ao comportamento térmico, e quanto à cristalinidade, morfologia e ângulo de molhamento entre os sóis e o substrato. Os resultados mostraram que o BaTiO3 e o PbTiO3 apresentaram estrutura amorfa. Já o óxido (Ba,Pb)TiO3, apresentou uma estrutura cristalina (BaTiO3 e PbTiO3 como fases majoritárias) inserida numa estrutura aparentemente amorfa. Por espectroscopia Raman, foi possível observar picos característicos da simetria tetragonal para os três sistemas investigados. Os filmes formados apresentaram alguns aglomerados sobre a superfície. A espessura dos filmes de BaTiO3, PbTiO3 e (Ba,Pb)TiO3 variou de 106 a 233 nm, 192 a 310 nm e 106 a 361 nm, respectivamente, sendo classificados como filmes finos com camadas espessas. O ângulo de molhamento entre a gota (sóis) e o substrato foi de 16,6º para o BaTiO3, 21,6º para o PbTiO3 e 17,8º para o (Ba,Pb)TiO3, caracterizando assim, o líquido como molhante. A resistividade elétrica alcançou valores de 1,81x104 a 3,40x106 Ω.m, para o BaTiO3, 1,2x104 a 2,1x107 Ω.m para o PBTiO3, e 7,0x103 a 2,0x106 Ω.m para o (Ba,Pb)TiO3.A transmitância e o índice de refração dos filmes variaram na faixa de 82 a 85% e 1,63 a 1,74 para o BaTiO3, de 80 a 90% e 1,75 a 1,88 PbTiO3, de 83 a 89% e1,59 a 1,96 (Ba,Pb)TiO3, respectivamente. / This study investigated the obtainment of thin films and barium titanate powders (BaTiO3), lead titanate (PbTiO3) and barium-lead-titanate (Ba,Pb)TiO3, as well as their microstructural characterization, optical and electrical properties. The films were obtained by sol-gel polymerization from the esterification reaction using acetic acid and a mixture of alcohols as catalyst. Titanium butoxide and barium carbonate were used as precursors to obtain BaTiO3; titanium butoxide and lead acetate for the formation of PbTiO3. The formation of the oxide containing barium and lead was made by an equimolar mixture [1:1] with sols of BaTiO3 and PbTiO3. The network cross-linkers responsible for the polyesterification were: polyethylene glycol, monoethylene glycol, and stearamide. The obtained sols were placed on polymethylmethacrylate by the spin coating technique (1, 2 and 3 layers). Parts of sols were spontaneously converted into gel in order to obtain powders which were used in the systems characterization. Both thin films and the powders were thermally treated at 80 °C for 120 min and analyzed considering thermal behavior, crystallinity, morphology, as well as the wetting angle between the sols and the substrate. The results showed that both BaTiO3 and PbTiO3 presented an amorphous structure. Yet theoxide (Ba,Pb)TiO3, produced a crystal structure (BaTiO3 and PbTiO3 as prevalent phases) inserted into structure, which is apparently amorphous. It was possible to observe through Raman spectroscopy, the characteristic peaks of tetragonal symmetry on the three investigated systems. The formed films presented some clusters on the surface. The thickness of the films of BaTiO3, PbTiO3 and (Ba,Pb)TiO3 varied from 106 to 233 nm, 192 to 310 and 106 to 361 nm respectively and they were classified as thin films with thick layers. The wetting angle between the drop (sols) and the substrate was 16,4º for BaTiO3, 21,6º for and 17,8º for (Ba,Pb)TiO3 , which featured as a wetting liquid. The electrical resistivity reached the following values: 1,81x104 the 3,40x106Ω.m, for BaTiO3, 1,2x104 to 2,1x107Ω.m for PbTiO3, and 7,0x103 to 2,0x106Ω.m for (Ba,Pb)TiO3. The transmittance and the refraction index of the films ranged from 82-85% and from 1.63 to 1.74 for the BaTiO3, from 80 to 90% and from 1.75 to 1.88 PbTiO3, from 83 to 89% and 1,59 to 1.96 (Ba,Pb) TiO3, respectively.

Orientador: Lisandro Pavie Cardoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DosSantos_AdenilsonOliveira_M.pdf: 734142 bytes, checksum: 80ffdfe1a57c6df0b27f2cc2991646ec (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo:Neste trabalho, a difração múltipla de raios-X (DM) é usada para investigar distorções na rede cristalina induzidas por um campo elétrico externo (E) permitindo a determinação de todos os coeficientes piezelétricos do sal de Rochelle e também mostrando que a técnica é factível na detecção da transição de fase do di-hidrogenofosfato de potássio (KDP). Recentemente (Avanci, Cardoso, Girdwood, Pugh, Sherwood and Roberts, Phys. Rev. Lett. 81, 5426 (1998), a DM foi usada com sucesso como uma nova sonda para o estudo do efeito do campo E no caso de dois cristais orgânicos, que permitiu a determinação de seus coeficientes piezelétricos relacionados com a direção de aplicação de E, através de uma única medida Renninger. São apresentadas as equações que levam em conta a contribuição do campo E, a deformação da rede eij e a variação na posição dos picos secundários de DM para determinar os coeficientes piezelétricos. As varreduras Renniger foram realizadas num difratômetro de monocristais SIEMENS P4 modificado com a inclusão de um longo colimador evacuado que fornece uma baixa divergência do feixe incidente. O campo E aplicado foi gerado por uma fonte variável dc de baixa corrente elétrica e aplicado na face menor do cristal. Todos os coeficientes piezelétricos para o sal de Rochelle foram obtidos assim como o d36 para a amostra de KDP. Os valores encontrados na literatura concordam bem com os determinados pela DM. No estudo da transição de fase do KDP, as medidas de DM foram realizadas no LNLS usando radiação síncrotron. As modificações na geometria estação XRD pela adição de um difratômetro Huber3-eixos (w , f e 2q ) tornaram possível a obtenção de Varreduras Renninger (e também mapeamento do pico Bragg Surface Diffraction (BSD)) com alta resolução, além de permitir a escolha da polarização adequada do feixe incidente para experimentos de difração de 2 feixes. Resultados preliminares indicaram a (080) como a melhor escolha para reflexão primária do KDP e o caso de quatro feixes (440)/(-440) como secundária. Duas reflexões BSD, onde o feixe secundário propaga-se paralelalamente à superfície da amostra, foram medidas neste estudo. Um intervalo de 3,3º em torno da posição f =0º foi medido enquanto o campo elétrico foi aumentado até 6 kV/cm. Neste valor, uma transição foi observada, os picos se tornaram estreitos e houve variação angular de suas posições na varredura Renninger indicando a possível ocorrência de uma transição de fase metaestável, que se mostrou irreversível / Abstract:In this work, the X-ray multiple diffraction (MD) is used to investigate the distortion of crystal lattice induced by an external electric field (E) in order to determine Rochelle Salt piezoelectric coefficients and also to show the feasability of detecting KDP phase transition. Recently (Avanci, Cardoso, Girdwood, Pugh, Sherwood and Roberts, Phys. Rev. Lett. 81, 5426 (1998)) MD has been successfully used as a new probe to study the effect of E in the case of two organic crystals that allowed the determination of their coefficients related to the E direction of application, from just one Renninger measurement. The equations taking into account the contributions from field strength, E, the lattice strain, eij and, the MD secondary peak shifts to determine the coefficients are also presented. The Renninger scans were carried out in a P4 SIEMENS single crystal diffractometer, by adding a long pipe evacuated collimator which provides a low divergence incident beam. The E applied was generated by a variable voltage, low current dc power supply and applied to the samples wires running from the power supply to small bolts attached to the metal tabs of the sample holder. All Rochelle salt piezoelectric coefficient were determined as well as the d36 for the KDP sample. The values found in the literature match well with the determined ones. As to the study KDP phase transition, the MD measurements using synchrotron radiation at LNLS were performed. The modifications in the geometry of the XRD station by adding a Huber three axes (w , f and 2q ) diffractometer makes possible to obtain Renninger scans (and also mapping of Bragg Surface Diffraction (BSD) peaks) with high resolution besides the normal two-beam diffraction experiments by choosing the adequate incident beam polarization. Prior results indicated (080) as the best choice for the KDP primary reflection and the (440)/(-440) four-beam case as the secondary. These two BSD reflections, where the secondary beam is propagated parallel to the sample surface, were involved in this study. An interval of 3.3º around f =0º position was measured while the electric field was increased up to 6 kV/cm. At this value, a transition was observed and the peaks became narrower and changed their Renninger scan position indicating the occurrence of a possible metaestable ferroelectric phase that turned out to be irreversible / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Ram Sharan Katiyar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scarparo_MarcoAntonioFiori_D.pdf: 3368011 bytes, checksum: edd2d23ff4624a3254bc51e20b984a02 (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: O espalhamento Raman à baixas frequências no KDP, RDP e RDA, na configuração geométrica y(xy)x foi investigado como função da temperatura com uma ênfase especial próximo à temperatura de transição TC. Para o espectro, na região do modo superamortecido e da vibração ( "stretching" ) dos modos A-BO4, foi feito o "fitting" para a função resposta de dois osciladores harmônicos amortecidos e também pelo oscilador da rede devido a Silverman. Em ambos os formalismos, considerando o acoplamento puraniente real ou puramente imaginário, o modo superamortecido amolece com a temperatura, bem acima de TC, mas se atém a uma frequência de "hard core" próximo à transição de fase. Estes resultados não indicam a existência de um modo se aproximando da frequência zero em contraste aos trabalhos anteriores realizados por vários autores / Abstract: The low frequency Raman scattering in KDP, RDP and RDA in y(xy)x configuration has been investigated as a function of temperature with particular emphasis near the transition temperature TC. The spectra in the region of the overdamped and A-BO4 stretching modes have been fitted to the response function of two coupled damped hamonic oscillators and that of lattice oscillators due to Silverman. In both t.he formalisms, assuming purely real or purely imaginary coupling the overdamped mode softens with temperature well above TC but attains a "hard core" frequency near the phase transition. These results do not indicate existence of a mode approaching zero frequency in contrast to the earlier work by various authors / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Paulo Roberto de Paula e Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roversi_JoseAntonio_D.pdf: 2323195 bytes, checksum: 08487873b2dbe64b7a27c216cd86b713 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Um estudo da transição de fase ferro elétrica em materiais da família KDP e também no par PbHPO4-PbDPO4, focalizando três quantidades físicas, a saber, Temperatura Crítica Tc, Polarização elétrica espontânea a zero Kelvin PM, e Constante de Curie Cc, próximo de Tc, é realizado, no quadro de uma Hamiltoniana simplificada. A referida Hamiltoniana contém, ao contrário da Hamiltoniana de De Gennes, um termo onde a energia cinética entra de maneira explícita, um termo de potencial local simétrico anarmônico e um termo de muitos-corpos semelhante à interação de Heisenberg. A análise toda é feita na Aproximação do Campo Molecular, a qual juntamente com a forma do potencial local permitiram a inclusão de todos os níveis de energia da Hamiltoniana local, necessários nos cálculos estatísticos quânticos na determinação das quantidades acima referidas. Resultados interessantes são obtidos para a importância relativa dos efeitos quânticos na determinação de Tc, PM e Cc para elementos da família KDP e para o par PbHPO4-PbDPO4. Os resultados da aplicação do modelo por nós considerado bem como do modelo de De Gennes na forma considerada por Tokuntaga e Matsubara, a elementos da família KDP, mostram vantagem do primeiro em relação ao segundo modelo, embora ambos os modelos não descrevam quantitativamente os resultados experimentais. Uma curva é obtida para a influência de uma barreira e um fosso de potencial na determinação de Tc, PM e Cc. É mostrado classicamente que, a barreira tende a favorecer o ordenamento ferroelétrico, aumentando Tc, enquanto que o fosso tem tendência exatamente oposta. Também foi mostrado, ainda no quadro da aproximação clássica, que para o caso do poço de potencial dom fosso, existe uma região de valores de Vb, amplitude do fosso, em que o modelo apresenta duas transições de fase uma de 2º ordem e outra de primeira ordem, cujo valor de Tc é menor . O estudo do parâmetro quântico gS em termos da amplitude do fosso de potencial em VS(u), revela um decréscimo no seu valor quando esta aumenta / Abstract: A study of the ferroelectric phase transition in KDP-type materials and PbHPO4 -PbDPO4 pairs was carried out using the framework of a simplified Hamiltonian to explain three physical quantities namely, the critical temperature, Tc, spontaneous electric polarization, PM, at zero 0ºK and the Curie constant, Cc near Tc. Unlike the De Gennes Hamiltonian, the Hamiltonian used has an explicit kinetic energy term, a local symmetric anharmonic potential energy term and a many-body term similar to a Heisenberg interaction. The complete analysis is done using the Molecular Field Approximation (MFA), which together with the chosen form of the local potential, allowed the inclusion of all of the energy levels of the local Hamiltonian that are necessary for the calculation of the statistical quantities used in the determination of the above quantities. Interesting results are obtained about the relative importance of quantum effects in the determination of Tc, PM and Cc for KDP-type materials as well as for the PhHPO4 - PbDPO4 pair. A comparison of the results of our model with that of Tokunaga and Matsubara(16) applied to the above materials, show that the first one describes more closely the experimental observations, though both models failed to account for them quantitatively. Several curves are obtained for the parameters Tc, PM and Cc using the potential function with barrier decreasing to dip. It is clear from the curves that the presence of the barrier favors the ferroelectric ordering and increases as the barrier increases, whereas the presence of the dip has the opposite effect. It has also been shown that there exists a region of values of amplitude, Vb, of dip for which the model predicts two phase transitions, namely one each of 1st and 2nd order. The value of the Tc for the first order phase transition is lower than the second order phase transition. The study of the quantum parameter gS in terms of the amplitude of the potential dip reveals a decrease in its value as the amplitude is increased. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências