Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work a contribution to basic knowledges of physical and chemistry of the solid state is presented.
Based on fundamental concepts of physical chemistry, such as charge distribution, electronegativity and
electric dipole moment of the compounds, a purely analytical expression for obtaining the effective atomic
number (Zeff ) and a general way to get the crystal packing factor, p, of any ionic system is being presented.
The local interaction cation-anion occurs between the electronic clouds of the outermost electrons. So,
we are postulating an effective separation (Rij ) between the negative and positive centre of charge of two
ways; in one of them Rij is related to the electric dipole moment and the electronegativity difference, and
the other by the average difference between the atomic and ionic (crystalline) radii of the interacting ions.
When compared to the experimental data analyzed, predictions of up to 20% have been obtained for the
Zeff of diatomic materials (BeO, LiF, Al2O3, MgO, NaF, SiO2, CaF2, V2O3 and ZnO) and above 20% for
polyatomic crystals (Li2B4O7 and CaSO4) applied in dosimetry. In photonics, the increasing behavior of the
refractive index with Zeff for the glass system (0.7-x)NaPO3-0.3WO3-xBi 2O3 is confirmed. By combining
crystal field and effective charge models, we have done predictions of Zeff for the system Eu2O3 within
the range of experimental data analyzed. Also we are proposing an analytical expression to calculate the
photoionization cross-section (SCF) of isotropic defects or impurities centers, by using the time-dependent
perturbation theory. The ground-state wavefunction of the electron captured in the impurity state is described
by a three-dimensional isotropic harmonic oscillator and the excited electron in the continuum conduction
band is described by a plane wave. The expression has been obtained considering all multipoles terms in the
Hamiltonian, and that the radiation field which interacts with matter is semi-classical and linearly polarized.
This approximation is assumed because the linear effects are dominant. The model is applied to predict the
SCF of the Al2O3:C and Lu2SiO5: Ce crystals, and the predictions are in good agreement with the available
data in the literature. / Neste trabalho uma contribuição aos conhecimentos básicos de físico e química do estado sólido é apresentado.
Baseado em conceitos fundamentais de físico-química, tais como, distribuição de carga, eletronegatividade
e momento de dipolo elétrico dos compostos, uma expressão puramente analítica para obtenção do
número atômico efetivo (Zeff ) e uma maneira geral de obter o fator de empacotamento cristalino, p, de qualquer
sistema iônico está sendo apresentada. A interação local cátion-ânion ocorre entre as nuvens eletrônicas
dos elétrons mais externos. Sendo assim, estamos postulando uma separação efetiva (Rij ) entre os centros
de carga negativa e positiva de duas maneiras; em uma delas Rij é relacionado com o momento de dipolo
elétrico e a diferença de eletronegatividade, e a outra por meio da diferença média entre os raios atômicos
e iônicos (cristalinos) dos íons interagentes. Quando comparado aos dados experimentais analisados, previsões
de no máximo 20% têm sido obtidos para o Zeff de materiais diatômicos (BeO, LiF, Al2O3, MgO, NaF,
SiO2, CaF2, V2O3 e ZnO) e acima de 20% para os cristais poliatômicos (Li2B4O7 e CaSO4) aplicados em
dosimetria. Em fotônica, o comportamento crescente do índice de refração com Zeff , para o sistema vítreo
(0.7-x)NaPO3-0.3WO3-xBi2O3, é confirmado. Combinando modelos de campo cristalino e carga efetiva,
temos feito previsões de Zeff para o sistema Eu2O3 dentro do intervalo de dados experimentais analisados.
Também estamos propondo uma expressão analítica para calcular a seção de choque de fotoionização (SCF)
de centros de impurezas ou defeitos isotrópicos, usando a teoria de perturbação dependente do tempo. A
função de onda do estado fundamental do elétron capturado no estado da impureza é descrito por um oscilador
harmônico isotrópico tridimensional e o elétron excitado na banda de condução contínua é descrito por
uma onda plana. A expressão foi obtida considerando todos os termos de multipolos no hamiltoniano, e que
o campo de radiação que interage com a matéria é semi-clássico e linearmente polarizado. Esta aproximação
é assumida porque os efeitos lineares são dominantes. O modelo é aplicado para prever a SCF dos cristais
Al2O3:C e Lu2SiO5:Ce, e as previsões estão em bom acordo com os dados disponíveis na literatura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5265 |
| Date | 03 November 2016 |
| Creators | Matos, Heveson Luis Lima de |
| Contributors | Santos, Marcos Antonio Couto dos |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Física, UFS, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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