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Previous issue date: 2015-08-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / We report the investigation of structural, optical and electrical properties of the MgxPb(1-
x)TiO3 ceramic system produced by mechanosynthesis. The solid state reaction
manufacturing method has been proved to be an efficient alternative to manufacture this
type of material. By using Raman spectroscopy techniques it was possible observe the
effects induced by pressure, from 0 up to 14 GPa, and by temperature from 10 up to 723 K
for the samples with x ranging from 0.2 to 1.0. Complementary characterization techniques
were also used, including X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM),
Optical Absorption Spectroscopy and Electrical Impedance. XRD enabled the study of
structural changes related to the increase in Mg concentrations. Raman analysis allowed the
study of vibrational modes, in particular the transversely optical mode E(1TO) of lower
frequency in order to characterize the phase transition from tetragonal-ferroelectric to
cubic-paraelectric phases. From these results it was possible to construct a phase diagram
that relates Mg concentration, temperature and hydrostatic pressure, yielding determine
critical temperature (Tc) and critical pressure (Pc) in which phase transition occurs for each
sample. Permittivity dielectric measurements were performed for each material, through
which it was possible to compare the effects of Mg ratios in the modification of the values of
these properties. Finally, a study of optical absorption as a function of Mg concentration was
conducted, evidencing changes in gap energies related to the increase of Mg incorporation.
The lowest values, 2.86 and 2.9 eV correspond to samples with concentrations of 0.4 and
0.2, respectively. Thus, from a technological point of view, these characteristics are
interesting for applications in devices operating in the microwave region. / Neste trabalho foram investigados os efeitos estruturais, ópticos e elétricos do sistema
cerâmico MgxPb(1-x)TiO3 produzido por mecano-síntese. O método de fabricação de reação
de estado sólido mostrou-se uma alternativa eficiente de fabricação do material. Utilizandose
de técnicas de espectroscopia Raman, foram observados os efeitos da pressão, de 0 a 14
GPa, e temperatura, de 10 a 723 K, para as amostras com x variando de 0,2 a 1,0. Também
foram usadas técnicas complementares de caracterização entre elas a Difração de Raio-X
(DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Absorção Óptica e de Espectroscopia de
Impedância Elétrica. A técnica de DRX possibilitou o estudo da alteração estrutural
relacionada ao aumento das concentrações de Mg. As análises Raman permitiram o estudo
dos modos vibracionais, em especial o modo transversal óptico E(1TO) de mais baixa
frequência, a fim de caracterizar a transição de fase, da fase tetragonal ferroelétrica para a
cúbica paraelétrica. A partir desses resultados foi possível construir um diagrama de fase
relativo à concentração de Mg, com a temperatura e pressão hidrostática, obtendo-se
temperatura crítica (Tc) e pressão crítica (Pc) nas quais ocorrem transição de fase para cada
amostra. Foram realizadas medidas de permissividades dielétricas para cada material, por
meio das quais foi possível a comparação dos efeitos das proporções Mg na alteração dos
valores dessas propriedades. Por fim, foi realizado um estudo de absorção óptica em função
da concentração de Mg, onde mostrou-se que há alteração do gap relacionada ao aumento
da concentração de Mg. Os valores mais baixos, 2,86 e 2,9 eV correspondem a amostras com
concentração de 0,4 e 0,2, respectivamente. Assim, do ponto de vista tecnológico, as
características encontradas mostram-se úteis para dispositivos que operam na região das
micro-ondas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/9373 |
| Date | 14 August 2015 |
| Creators | Nóbrega, Jaldair Araújo e |
| Contributors | Rodrigues, Ariano De Giovanni |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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