SILVA, A. V. dos S. Propriedades estruturais, vibracionais e morfológicas de filmes multiferróicos de La2CoMnO6. 2016. 102 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-24T22:35:42Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_anvdssilva.pdf: 12652079 bytes, checksum: 683809dc4cc3b0e2939375e4cb368d4c (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-25T20:17:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_anvdssilva.pdf: 12652079 bytes, checksum: 683809dc4cc3b0e2939375e4cb368d4c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-25T20:17:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_anvdssilva.pdf: 12652079 bytes, checksum: 683809dc4cc3b0e2939375e4cb368d4c (MD5) Previous issue date: 2016 / Perovskites with double formula in A2BB'06 form (A = La, Sr, Ca, B / B '= Co / Mn or Fe / Mo) are multiferroic materials of great interest in science because of their remarkable properties that allow applications and capacitors in memories, for example. In addition, structural changes are observed between the polycrystalline form and thin film. These properties may change according to the route used for synthesizing the material. In our work we study La2CoMnO6 films synthesized by a modified Pechini method (MPM), with three depositions and treated at different temperatures: 700, 800 and 900 ° C. The films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy and Raman spectroscopy at room temperature and also varying the temperature. The SEM and AFM were very efficient in determining the diameter medium of film and EDS allowed to get qualitative description of the film composition. The X-ray diffraction confirmed the structural phase of the film. Raman spectroscopy at various points possible to identify the regions were LCMO were grown. The study of the most intense phonon change with temperature showed different transition temperatures for the ferromagnetic-paramagnetic phase, thus allowing us to confirm that the calcination temperature of the films determined the high structural disorder LCMO for films treated at 700 to 900 °C. We discuss our results compound with other studies in literature, which show the magnetic measurements as a determining factor to prove the spin-phonon coupling temperature. / Perovskitas duplas com fórmula na forma A2BB’O6 (A = La, Sr, Ca, B/B’ = Co/Mn ou Fe/Mo) são materiais multiferróicos de grande interesse na ciência devido às notáveis propriedades, que permitem aplicações em capacitores e em memórias, por exemplo. Além disso, mudanças estruturais são observadas entre a forma policristalina e o filme fino. Essas propriedades podem mudar de acordo com a rota utilizada para sintetização do material. No nosso trabalho estudamos filmes de La2CoMnO6 sintetizados pelo método de Pechini Modificado (MPM), com três deposições e tratados em diferentes temperaturas: 700, 800 e 900 °C. Os filmes foram caracterizados por difração de raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica e espectroscopia Raman à temperatura ambiente e também variando a temperatura. As técnicas de MEV e AFM foram bastante eficientes na determinação do diâmetro médio dos filmes, fornecendo resultados correspondentes. A técnica de EDS trouxe dados qualitativos da composição do material. A difração de Raios X confirmou a fase do filme, além de ter identificado a composição do substrato: silício e platina. A espectroscopia Raman em diversos pontos possibilitou identificar a região de melhor formação do LCMO. O estudo da mudança do fônon mais intenso com a temperatura mostrou diferentes temperaturas para a transição de fase paramagnética-ferromagnética, possibilitando confirmar que a temperatura de calcinação dos filmes determinou elevada desordem estrutural para os filmes de LCMO tratados a 700 e 900 °C. Discutimos nossos resultados com outros estudos na literatura, que mostram as medidas magnéticas como um fator determinante para comprovar a temperatura do acoplamento spin-fônon.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6141.pdf: 4360236 bytes, checksum: 27f139227439cfb9b96cf85faa894750 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) perovskite-type oxide is currently one of the most promising materials for applications in oxygen separation membranes. BSCF powder synthesis has received considerable attention because the powder characteristics are extremely important in shaping and sintering process of these membranes. On the other hand, the sintering stage is crucial in consolidation and microstructure development. In this study, BSCF perovskite has been synthesized and sintered using microwave heating. BSCF powders were synthesized by combustion method using conventional and microwave heating. The resulting BSCF powders were characterized by DSC/TG, BET, XRD and SEM. The sintering stage of pellets obtained by uniaxial pressing was conducted in different time and temperature conditions, as well as, in conventional and microwave heating. Microstructural characterization of BSCF samples was performed by OM and SEM. Mechanical characterization was made by diametral compression and Vickers hardness test and electrical characterization was carried out in impedance spectroscopy equipment. The BSCF powder that was synthesized in microwave, presented phase homogeneity, high specific surface area (9.93 g/m2) and submicrometric particle size. The microstructural characterization of sintered samples showed that the microwave sintering can achieve a relative density as high as conventional sintering with only 10% of dwell time (continue...). / A perovskita Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) é hoje um dos materiais mais promissores para aplicações em membranas de separação de oxigênio do ar. A síntese de pós BSCF tem recebido atenção, pois as características do pó são de extrema importância no processo de conformação e sinterização dessas membranas. Por outro lado, a etapa de sinterização é crucial na etapa de consolidação e desenvolvimento da microestrutura. Nesse estudo, a perovskita BSCF foi sintetizada e sinterizada utilizando aquecimento em micro-ondas. Pós da perovskita BSCF foram sintetizados pelo método de reação de combustão utilizando aquecimento em micro-ondas e convencional. Os pós obtidos foram caracterizados por DSC/TG, DRX, MEV e análise de área superficial específica pelo método BET. A sinterização de compactos obtidos por prensagem uniaxial foi conduzida em diferentes condições de tempo e temperatura, bem como, em aquecimento convencional e micro-ondas. A caracterização microestrutural das amostras BSCF foi realizada por MO e MEV. A caracterização mecânica foi realizada por meio de ensaio de compressão diametral e de dureza Vickers e a caracterização elétrica foi feita por espectroscopia de impedância. O pó BSCF sintetizado em micro-ondas apresentou homogeneidade de fase, alta área superficial específica (9.93 g/m2) e tamanho de partícula submicrométrico. A caracterização microestrutural das amostras sinterizadas demonstrou que a sinterização em micro-ondas pode alcançar a mesma densidade relativa que a sinterização convencional com apenas 10% do tempo de patamar da sinterização convencional (continua...).

O mundo moderno é extremamente dependente de combustíveis fósseis como fonte de energia primária e essa forte dependência leva a problemas políticos, econômicos e ambientais. Como possível solução a esses problemas tem-se as células combustíveis, pois são dispositivos que geram energia elétrica limpa diretamente de reações eletroquímicas produzindo, além da energia elétrica, apenas calor e água. Logo, percebe-se que essas células são fontes de energia confiáveis, renováveis e não poluentes, que contribuem para o desenvolvimento sustentável. Devido a isso, este trabalho teve como objetivo principal a síntese (por um método inédito) e a caracterização de materiais porosos a base de cromita de lantânio, LaxSr1-xCryFe1-y(Mn1-y)O3-?, para possível implementação como material de anodo e catodo de célula a combustível de óxido sólido (SOFC). Particularmente, estudos com anodos nos quais o transporte eletrônico é feito por materiais cerâmicos ao invés de metais são a área mais promissora na pesquisa recente. Além disso, materiais a base de manganita de lantânio dopadas com estrôncio são na atualidade os materiais mais usados na construção do catodo da SOFC. Nesta tese os materiais foram sintetizados pelo método sol-gel com agentes direcionador e dilatador de estrutura, resultando em materiais porosos em forma de esponja e com a estrutura perovskita, porém com fases espúrias. Foi estudada a influência do processamento de calcinação e de dopagem sobre as estruturas cristalográficas e porosas dos materiais. A maior temperatura de calcinação favoreceu a formação da estrutura perovskita com a retenção da fase romboédrica e reduziu a presença das fases espúrias, porém reduziu a porosidade, principalmente dos menores mesoporos, e a área superficial dos materiais. Por outro lado, ao dopar o sítio B os materiais com 75 %mol de La e calcinação a 1000 °C, observou-se a formação de um maior volume de mesoporos, ao mesmo tempo, que produziu uma maior quantidade de mesoporos menores e favoreceu a retenção da fase romboédrica da estrutura perovskita. Quanto ao comportamento eletrocatalítico, as células com eletrodos confeccionados a partir de La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? apresentaram os melhores resultados tanto para anodo como para catodo entre as amostras avaliadas na tese. Além do mais, foram obtidos dois materiais, um cerâmico (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-?) e um compósito cerâmico (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? + ZrO2 8%mol Y2O3) bons candidatos a catodo da SOFC. Esses materiais possuem uma composição química não encontrada na literatura para tal finalidade, ou seja, são inéditos. / The modern world is extremely dependent on fossil combustibles as primary source of energy and, this dependence brings political, economic and ambient problems. As a possible solution to these problems are the fuel cells, because they are devices that generate clean electric energy directly from electrochemical reactions, producing besides electric energy, heat and water. Therefore, these cells are reliable, renewable and non-pollutant sources, that contribute to the sustainable development. Related to it, this work had the main goal the synthesis (by a new method) and characterization of porous materials based on lanthanum chromite, LaxSr1-xCryFe1-y(Mn1-y)O3-?, for possible use as anode and cathode material of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). In particular, studies of anodes in which the electronic transport is performed by ceramic materials instead of metals are the most promising recent research area. Moreover, materials based on lanthanum manganite doped with strontium are now a days the more used materials for SOFC cathodes. In this thesis, the materials were synthesized by the sol-gel method with directing and swelling structure agents, resulting in porous sponge materials with perovskite structure, but having spurious phases. The influence of the calcination and doping of the materials upon the crystallographic and porous structures were studied. Higher calcination temperature favored the formation of the perovskite structure and reduced the presence of spurious phases, but reduced the porosity, mainly of smaller mesopores and the surface area. On the other hand, doping the B site in materials with 75 %mol of La and the calcination at 1000 oC produced a higher mesopore volume, a higher amount of small mesopores and favored the retention of the rhombohedral perovskite structure. Regarding the catalytic behavior, the cells with electrodes of La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? presented the best results as anode and cathode among the evaluate samples. Moreover, two materials were obtained, a ceramic one, (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-?) and a ceramic composite, (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? + ZrO2 8%mol Y2O3), good candidates as SOFC cathodes. These materials have a chemical composition, which were not reported in the literature for this application, being unique.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-08T11:22:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Bambirra Mendes - 2013.pdf: 3670306 bytes, checksum: d959d950c16292652543549741479a39 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-08T11:23:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Bambirra Mendes - 2013.pdf: 3670306 bytes, checksum: d959d950c16292652543549741479a39 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-08T11:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sara Bambirra Mendes - 2013.pdf: 3670306 bytes, checksum: d959d950c16292652543549741479a39 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / The study of tin compounds, especially tin compounds containing rare earths as a substituent, has intensified due to their properties with a broad scope, including: electrical properties, and catalytic photoluminescent. In this work were obtained after addition of SrSnO3 with La3+ in mole percentages (1, 5 and 10%). The synthetic method used was the polymeric precursor, which is a viable alternative for obtaining ceramic materials with nanoscale phase and perovskite type structure. The powders were heattreated at 300, 600, 800 and 1000 ° C for 4 hours. The materials were characterized by thermal analysis (TG / DTG), X-ray Diffraction (XRD), absorption spectroscopy in the IR and absorption spectroscopy in the region of the UV-Visible, Scanning Electron Microscopy (SEM-FEG), Analysis surface area (BET) and photoluminescence measurements. The pure samples and with addition of lanthanum present a single phase with perovskite structure. The decrease the amount of carbonate is related to the temperature according to the infrared spectrum an increase in the calcination temperature causes a reduction in the intensity of the peaks relating vibrations carbonate group. Optical gap of the powders was varied between 3.7 to 3.98 eV. The photoluminescent emission of higher intensity for sample of the SrSnO3 with addition of 1% lanthanum calcined at 600 °C. / O estudo de estanatos, principalmente estanatos contendo terras raras como substituinte, tem se intensificado por apresentarem propriedades com um vasto campo de aplicação, dentre elas: propriedades elétricas, catalíticas e fotoluminescentes. Neste trabalho foram obtidos pós de SrSnO3 com adição de La3+ nas porcentagens em mol (1, 5 e 10 %). O método de síntese utilizado foi o do precursor polimérico, que é uma alternativa viável para a obtenção de materiais cerâmicos nanométricos e monofásicos com estrutura tipo perovskita. Os pós foram tratados termicamente a 300, 600, 800 e 1000 ºC por 4 horas. Os materiais foram caracterizados por Análise Térmica (TG/DTG), Difração de Raio X (DRX), Espectroscopia de absorção na região do Infravermelho, Espectroscopia de Absorção na região do Ultravioleta-Visível, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Análise de Área Superficial (BET) e medidas de Fotoluminescência. As amostras puras e com adição de lantânio apresentam um sistema monofásico com estrutura perovskita. A diminuição da quantidade de carbonato está relacionado com a temperatura. E, de acordo com os espectros de infravermelho, o aumento da temperatura de calcinação ocasiona uma diminuição da intensidade dos picos referente às vibrações do grupo carbonato. O gap óptico dos pós apresentou variações entre 3,7 a 3,98 eV. A emissão fotoluminescente de maior intensidade foi observada para a amostra de SrSnO3 com adição de lantânio a 1% calcinado a 600 ºC.

Neste trabalho foram avaliadas as atividades de catalisadores do tipo perovskita LaNi1-xCoxO3 frente à reação de reforma a vapor de etanol. Devido à baixa área superficial, característica de óxidos do tipo perovskita, esses foram suportados em SiO2, Al2O3 e ZrO2, a fim de verificar o efeito do suporte na atividade catalítica.<br /> Os catalisadores foram preparados pelo método da co-precipitação e caracterizados por espectrometria de emissão atômica por plasma induzido, difração de raios X pelo método do pó, adsorção de nitrogênio pelo método B.E.T, redução a temperatura programada e espectroscopia de absorção de raios X.<br /> Para estudar o processo de redução e a possibilidade de oxidação durante a reação catalítica, foram realizados estudos in situ da reação de reforma a vapor, através da espectroscopia de absorção de raios X. Estes dados foram comparados com os resultados de aplicação das técnicas de RTP e DRX às amostras parcial e totalmente reduzidas e foi proposto um mecanismo de redução do óxido do tipo perovskita durante o processo de ativação do catalisador.<br /> Todos os catalisadores mostraram-se ativos nas reações de reforma a vapor de etanol e a seletividade dos produtos foi dependente do tipo do catalisador avaliado. De acordo com os resultados obtidos, destaca-se o catalisador não suportado LaNiO3, com conversão de etanol de 99% e seletividade para H2, CO e CO2 de 4,8; 1,1 e 1,3, respectivamente. Além disso, o ensaio com dois catalisadores simultâneos (LaNiO3 + LaCoO3) foi o que apresentou melhor estabilidade na reação, com 100% de conversão de etanol e seletividade semelhante à obtida pelo catalisador LaNiO3. / In this work, the catalytic activity of perovskite oxides, LaNi1-xCoxO3, was evaluated in the ethanol steam reforming. Due to the low surface area, characteristic of perovskite oxides, these catalysts were supported on SiO2, AI2O3 and ZrO2 and the effect of the support was evaluated. The catalysts were prepared by the co-precipitation method and characterized by Atomic Induced Plasma Spectroscopy, X-Ray Powder Diffraction (XRD), Nitrogen adsorption by B.E.T. method, Temperature Programmed Reduction (TPR) and X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES).<br /> The catalytic process was accompanied by XANES in situ to verify changes in the oxidation state of the active phase during the activation process with H2 and also during the process of steam reforming of ethanol. By relation of these results with TPR and XRD, for samples partially and fully reduced, it was proposed a mechanism for the reduction of the perovskite oxides during the conditions of activation.<br /> All catalysts showed activity for the ethanol steam reforming with the selectivity dependent of the catalyst evaluated. Summarizing, the results showed that the unsupported catalyst LaNiO3 presented the better performance, with the ethanol conversion of 99% and selectivity for H2, CO and CO2 of 4.8; 1.1 and 1.3, respectively. Moreover, the test using two simultaneous catalysts (LaNiO3 + LaCoO3), showed better stability in the reaction, presenting ethanol conversion of 100% and selectivity to H2, CO and CO2 similar to the LaNiO3 catalyst.

Ingeniero Civil Mecánico / En un escenario en el cual el calentamiento global es un factor de riesgo importante para la población a futuro, resulta fundamental innovar tecnológicamente para obtener energía libre de emisiones contaminantes. Este contexto ha dado pie al estudio de las celdas de óxido sólido reversibles (RSOFC), dispositivos capaces de generar energía eléctrica y térmica mediante un proceso electroquímico a partir de H2 u otro combustible, y O2. Las propiedades más importantes para los componentes de las celdas son la conductividad eléctrica e iónica, junto con las propiedades mecánicas. Este trabajo de memoria comprende un estudio específico de la dureza, tenacidad, módulo de elasticidad y caracterización estructural de discos lantano-basados de estructura perovskítica de fórmula La0,6Sr0,4FeO3 en el cual el Fe es substituido en parte por Mn y Mo alterando así sus propiedades mecánicas y eléctricas. Se desarrolla una metodología para generar pequeños discos de los materiales La0,6Sr0,4FeO3, La0,6Sr0,4Mn0,1Fe0,9O3 y La0,6Sr0,4Mo0,1Fe0,9O3 y poder estudiar la variación de propiedades mecánicas con respecto al estado no dopado. Se realiza síntesis sonoquímica de reactivos para generar nanopolvos, prensado uniaxial, sinterización, pulido, limpieza y thermal etching para preparar los discos. Una vez preparados estos se realiza un análisis de difracción de rayos X (XRD), ensayo de excitación por impulso (IET), indentación y fotografía SEM para analizar las indentaciones y poder así determinar las propiedades mecánicas. Para estos efectos se utilizan equipos pertenecientes a los departamentos de Ingeniería Mecánica, Ciencia de los Materiales, Geología y Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. El análisis de refracción de rayos X entrega los patrones correspondientes a las estructuras que componen los discos. Se logran identificar estas estructuras y su fase cristalina, identificando además las fases generadas en estructuras que contienen los respectivos dopantes. Para simplificar la notación se refiere a las estructuras con sus respectivas abreviaciones; LSF, LSMnF y LSMoF. Se logra apreciar que los resultados son acordes a la teoría, y se propone continuar la investigación para obtener otras propiedades del material, tales como tamaño de granos, longitud de enlace atómico, entre otros.

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.

Neste trabalho, foram desenvolvidos filmes finos de composição SrTi1-xFexO3 (0,00&le; x &le;0,150) nanoestruturados visando sua aplicação como sensor de gás ozônio. Os filmes finos foram depositados através da técnica de deposição por feixe de elétrons (EBD) cujo alvo utilizado foram pastilhas obtidas a partir do pó cristalino SrTi1-xFexO3 (0,00&le; x &le;0,150) sintetizadas através do método dos precursores poliméricos. Foi observado a partir das analises termogravimétrica e térmica diferencial que a incorporação de ferro no sistema diminui a temperatura de queima do pó precursor, sugerindo que o ferro atua como catalisador na cadeia polimérica. Os filmes depositados por DFE apresentam-se no estado amorfo sendo necessário um tratamento térmico ex-situ para que a fase cristalina desejada seja obtida. Todos os filmes apresentaram uma boa aderência aos diferentes tipos de substratos utilizados. Após o processo de cristalização, os filmes depositados sobre diferentes substratos foram caracterizados através das técnicas de difração de raios-X, espectroscopia UV-Vis e microscopia de força atômica (MFA). Foi observado que um aumento na temperatura de tratamento térmico dos filmes leva a um aumento no grau de cristalização e a uma diminuição no valor da energia de gap, calculada a partir dos espectros UV-VIS. A analise por MFA mostrou que a mudança do tipo de substrato utilizado não influencia as propriedades estruturais e microestruturais dos filmes. Através da realização de medidas de resistência elétrica, observou-se que os filmes cristalinos submetidos a um tratamento térmico ex-situ a 500oC por 4 horas apresentaram uma boa sensibilidade ao gás ozônio sendo possível detectar a presença de até 75 ppb de ozônio. / In this study, nanostructured thin films of SrTi1-xFexO3 (0.00 &le; x &le; 0.150) compositions were prepared looking their application as ozone gas sensor. The thin films were deposited using the technique of electron beam deposition (EBD) whose targets were obtained from polycrystalline SrTi1-xFexO3 (0.00 &le; x &le; 0.150) powders synthesized by the polymeric precursor method. It was observed from the thermogravimetric and differential thermal analysis that the incorporation of iron in the system decreases the calcination temperature of the precursor powders, suggesting that the iron acts as a catalyst in the polymer chain. The as obtained films deposited by EBD present an amorphous state being necessary a ex-situ heat treatment to obtain the desired crystalline phase. All films showed good adhesion to different substrates. After the crystallization process, the films deposited on different substrates were characterized through X-ray diffraction, UV-Vis spectroscopy and atomic force microscopy (AFM) trechniques. It was observed that an increase in the annealing temperature of the film results in an increase in the degree of crystallization and a decrease in the value of band gap energy, which was calculated from the UV-VIS spectra. The AFM analysis showed that changing the type of substrate does not influence the structural properties and microstructure of the films. By carrying out measurements of electrical resistance, it was observed that the crystalline films subjected to a ex-situ heat treatment at 500oC for 4 hours showed a good sensitivity to the ozone gas being possible to detect the presence of up to 75 ppb ozone.

Materiais dielétricos para operação em microondas constituem um ponto importante para usos em sistemas de comunicação móvel/via satélite, incluindo sistemas de monitoramento terrestres, internet/telefonia para celulares, internet das coisas, além do interesse militar para elaboração de radares. Avanços importantes nesse setor tecnológico só foram outorgados, graças ao emprego ostensivo de ressoadores dielétricos (RDs). Esses dispositivos constituem cerâmicas óxidas com baixa perda dielétrica em microondas, com demanda para sua miniaturização. O sistema deverá possuir alta constante dielétrica nesse intervalo e o dispositivo deve ser termicamente estável, ou seja, suas propriedades dielétricas não se alterarão com a temperatura. A busca por materiais de alto desempenho resultou na descoberta das perovskitas ordenadas 1:1 e 1:2, com estequiometria A2BBO6 e A3BB2O9, respectivamente. Tais sistemas ordenam o sítio B, da perovskita ABO3, gerando o empilhamento dos planos cristalinos com B e B, intercalados e na direção [1 1 1]c. Os resultados da literatura mostram que o ordenamento possui papel fundamental na obtenção de ressoadores de baixa perda dielétrica. Ademais, poucos estudos reportam as propriedades dos sistemas contendo os cátions Ca e Nb, no sítio B. Portanto, essa tese dedicou-se à investigação das propriedades dielétricas do sistema Ba3CaNb2O9 e, posteriormente, a modificação desse com a substituição dos cátions Ba2+ por Sr2+ e La3+. As amostras foram preparadas pelo método de reação do estado sólido e, posteriormente, caracterizadas pela difração de raios X, espalhamento Raman, espectroscopia de impedância e desempenho em microondas, além de técnicas complementares como análise térmica, densidade por imersão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados demonstraram a coexistência dos domínios 1:1 e 1:2 no sistema Ba3CaNb2O9, sendo possível manipulá-los mediante condições da sinterização. Microestruturalmente, esses domínios são regiões no cristalito com diferentes ordens catiônicas e, assim, com propriedades cristalográficas e vibracionais diferentes. Pela impedância, notou-se que o ressoador Ba3CaNb2O9 tende a conduzir mais quando possui uma tendência para o domínio 1:1. Tal resultado foi confirmado em microondas, onde a redução da perda dielétrica foi correlacionada à diminuição do domínio 1:1 na estrutura cristalina dos ressoadores. Na solução sólida com Sr2+, uma transição da fase trigonal D3d3 para monoclínica C2h3 foi detectada nos pós-calcinados, sendo oriunda das inclinações octaédricas do sistema de Glazer a0b-b-. As cerâmicas desse sistema foram sinterizadas a 1500 &deg;C por 26 h, cujo resultado ilustrou uma tendência à ordem 1:1 para x &ge; 0,30. No sistema com La3+, observou-se, além da coexistência, os monodomínios 1:1 e 1:2. O sistema com monodomínios 1:1, BaLaCaNbO6 (y = 0,50), evidenciou uma distorção monoclínica intrínseca. Esta distorção foi associada às inclinações octaédricas do sistema de Glazer a0b-b-, reduzindo a simetria da fase cúbica Oh5 para monoclínica C2h3. Por fim, o desempenho como ressoador dielétrico dos sistemas BaLaCaNbO6 e Ba3CaNb2O9 foi avaliado. O primeiro sistema mostrou os seguintes valores: permissividade relativa &epsilon;g &#8764; 26, Qu &times; fR &#8764; 10.506 GHz e coeficiente &#964;f &#8764; -55 ppm.K-1. O segundo sistema revelou os dados: permissividade &epsilon;g &#8764; 43, Qu &times; fR &#8764; 15.752 GHz e o coeficiente &#964;f &#8764; 278 ppm.K-1. / Dielectric materials for microwave applications play an important role in mobile and satellite communication systems, including terrestrial monitoring, internet/mobile devices, internet of things, as well as the military uses as the radar developments. Advances in this technological field were only possible due to the ostensive use of dielectric resonators (DRs). These devices constitute oxide ceramics with a low dielectric loss in microwave frequency. The system must have high dielectric constant and such a device must be thermally stable. The search for highperformance materials granted the discovery of 1:1 and 1:2 ordered perovskites, with general formula A2BBO6 and A3BB2O9, respectively. These systems depict the B-site ordering of ABO3 perovskite, inducing the crystalline planes stacking in the [1 1 1]c direction. The literature results showed that the ordering plays an essential role in the low loss ceramics. Moreover, few studies reported the features of the systems containing the Ca and Nb cations at the B-site. Therefore, our work drives the dielectric properties of the Ba3CaNb2O9 system and, then, the modification induced by Ba2+ substitution by Sr2+ and La3+. The samples were prepared by the conventional solid-state reaction method and probed by X-ray diffraction, Raman scattering, impedance spectroscopy and microwave performance, as well as other techniques such as thermal analysis, density measurement, and electron microscopy. Our findings elucidated the coexistence of 1:1 and 1:2 domains in Ba3CaNb2O9 ceramics, being possible to manipulate them by sintering conditions. Such an ordered domain denotes regions in the crystallites with different cationic order and with different crystallographic and vibrational behavior. By the impedance spectroscopy, it was observed that Ba3CaNb2O9 ceramics tend to conduct more when they present a tendency towards the 1:1 domains. The earlier result was also confirmed in microwave frequency, in which the dielectric loss decreasing was correlated to the decrease of the 1:1 domain in the crystal structure. In the strontium solid solution, a transition from the D3d3 trigonal phase to the C2h3 monoclinic one was noted in powder samples, being derived from octahedral tilting (a0b-b- Glazer system). In the lanthanum system, besides the coexistence, the monodomains 1:1 and 1:2 were observed. Otherwise, the 1:1 monodomain system, BaLaCaNbO6 (y = 0.50), exhibited an intrinsic monoclinic distortion. This distortion was ascribed to the octahedral tilting (a0b-b- Glazer system), lowering the crystal symmetry from Oh5 cubic phase to the C2h3 monoclinic phase. The dielectric resonator performances of the BaLaCaNbO6 and Ba3CaNb2O9 systems were evaluated. The first system showed the following values: permittivity &epsilon;g &#8764; 26, Qu &times; fR &#8764; 10.506 GHz and coefficient &#964;f &#8764; -55 ppm.K-1. The second system exhibited the data: permittivity &epsilon;g &#8764; 43, Qu &times; fR &#8764; 15.752 GHz and coefficient &#964;f &#8764; 278 ppm.K-1.