Show simple item record

dc.contributor.authorCunha, Thiago Rodrigues da
dc.date.accessioned2019-05-31T19:28:25Z
dc.date.available2019-05-31T19:28:25Z
dc.date.issued2019-03-29
dc.identifier.citationCUNHA, Thiago Rodrigues da. Estudo de propriedades estruturais, vibracionais, ópticas e magnéticas em amostras de Pb1-xCoxTiO3: transição de fase induzida por composição, temperatura e pressão. 2019. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11444.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11444
dc.description.abstractThis work presents a study of the synthesis and characterization of structural, vibrational, optical and magnetic properties of the compound Pb1-xCoxTiO3 (PCoT). The PCoT samples were synthesized using the Solid State Reaction method using a vibratory mill in the range of compositions at x ranging from pure PbTiO3 (PT, x = 0) to pure CoTiO3 (CoT, x = 1), (0 ≤ x ≤ 1), passing through the solid solution region, where the Co ions are diluted in the PT matrix (x < 0.1), advancing to the composite region, where the insertion of Co saturates the PT matrix and the CoT phase begins to form. These samples were initially characterized by Raman spectroscopy and x-ray diffraction (XRD) at ambient conditions (temperature and pressure) to determine the ideal conditions to synthesize each PCoT composition without spurious phase segregation, as well as to quantify the PT and CoT portions formed and analyze the effects of Pb-Co substitution on the structural and vibrational properties of these samples. Through Raman spectroscopy measurements as a function of temperature or pressure, it was possible to determine the influence of the composition on the PT (tetragonal to cubic) phase temperature (TC) or pressure (PC) transition, which presented a minimum of TC and PC at 720 K and 9 GPa, respectively, in the range of 0.3 ≤ x ≤ 0.5. Through XRD measurements as a function of pressure, it was possible to confirm the effect of the composition on the PC and to estimate the compressibility values and the bulk modulus (B0) for different PCoT compositions, so that B0, initially 103 GPa (x = 0), reduced to 84 GPa at x = 0.5, confirming an improve of compressibility induced by the Pb-Co substitution. Light absorption measurements in the UV-Vis region show that Pb-Co substitution reduces the optical gap of samples from 3.1 eV in the PT (x = 0) to 2.5 eV in the sample x = 0.1, while the CoT sample shows energy gap of 2.6 eV. The analysis of the magnetic properties through measurements of magnetic susceptibility as a function of temperature (χ × T) and measurements of magnetization as a function of the magnetic field (M × H), suggest that for low concentrations of Co (x < 0.1) there are a typical behavior of paramagnetic materials, while above x = 0.1 it is possible to observe the presence and establishment of the CoT phase formation due to the confirmation of the TN (38 K), typical of materials with antiferromagnetic order. Furthermore, at T = 5 K samples with composition x < 0.4 exhibit coercive field (HC) and remaining magnetization through M × H measurements, with 1500 Oe of HC, suggesting the presence of weak ferromagnetism at this temperature due to the possibility of interaction between Co ions diluted in the PT matrix.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectTitanato de Chumbo (PT)por
dc.subjectTitanato de Cobalto (CoT)por
dc.subjectTitanato de Chumbo e Cobalto (PCoT)por
dc.subjectEspectroscopia Ramanpor
dc.subjectDifração de Raios X (DRX)por
dc.subjectTemperatura de Transição (TC)por
dc.subjectPressão de Transição (PC)por
dc.titleEstudo de propriedades estruturais, vibracionais, ópticas e magnéticas em amostras de Pb1-xCoxTiO3: transição de fase induzida por composição, temperatura e pressãopor
dc.title.alternativeStudy of structural, vibrational, optical and magnetic properties in samples of Pb1-xCoxTiO3: phase transition induced by composition, temperature and pressureeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Pizani, Paulo Sérgio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1038437165007849por
dc.description.resumoO presente trabalho apresenta um estudo do processo de síntese e caracterização de propriedades estruturais, vibracionais, ópticas e magnéticas do composto Pb1-xCoxTiO3 (PCoT). As amostras de PCoT foram sintetizadas através do método da Reação do Estado Sólido, com o uso de um moinho vibratório, em um intervalo de composições em x que vai desde o puro PbTiO3 (PT, x = 0) ao puro CoTiO3 (CoT, x = 1), (0 ≤ x ≤ 1), passando pela região de solução sólida, onde os íons de Co se encontram diluídos na matriz de PT (x < 0,1), avançando para a região de compósito, onde a inserção de Co satura a matriz de PT e a fase de CoT começa a se formar. Estas amostras foram caracterizadas, inicialmente, por espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) em condições ambiente (temperatura e pressão), para determinar as condições ideais para a formação de cada composição PCoT sem a segregação de fases espúrias, bem como para quantificar as porções de PT e CoT formadas e analisar de forma quantitativa os efeitos da substituição de Pb por Co nas propriedades estruturais e vibracionais dessas amostras. Através de medidas de espectroscopia Raman em função da temperatura ou da pressão, foi possível determinar a influência da composição na temperatura (TC) ou pressão (PC) de transição da fase de PT (tetragonal para cúbica), que apresentou um mínimo de TC e PC em 720 K e 9 GPa, respectivamente, nas composições do intervalo 0,3 ≤ x ≤ 0,5. Através de medidas de DRX em função da pressão foi possível confirmar o efeito da composição na PC e estimar os valores de compressibilidade e do módulo volumétrico (B0) para diferentes composições do PCoT, de forma que B0, inicialmente 103 GPa (x = 0), reduziu para 84 GPa em x = 0,5, confirmando uma maior compressibilidade induzida pela substituição de Pb por Co. Medidas de absorção de luz na região do UV-Vis mostram que a substituição de Pb por Co resulta na redução do gap óptico das amostras, de 3,1 eV no PT (x = 0) para 2,5 eV na amostra x = 0,1, enquanto a amostra de CoT possui um gap de 2,6 eV. A análise das propriedades magnéticas feita através de medidas da susceptibilidade magnética em função da temperatura (χ × T) e da magnetização em função do campo magnético (M × H), sugere que para baixas concentrações de Co (x < 0,1) há um comportamento típico de materiais paramagnéticos, enquanto acima de x = 0,1 é possível observar a presença e estabelecimento da fase de CoT, devido a confirmação da TN de 38 K, típica de materiais com ordem antiferromagnética. Em T = 5 K as amostras com composição x < 0,4 exibem campo coercitivo (HC) e magnetização remanente nas medidas de M × H, com HC da ordem de 1500 Oe, sugerindo a presença de ferromagnetismo fraco nesta temperatura devido a uma possível interação entre íons de Co diluídos na matriz de PT.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4748634662701381por


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record