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Title: Análise estrutural e estudo de transição de fase do composto P bxCd(1−x)T iO3: por difração de Raios X e espectroscopia Raman.
Other Titles: Structural analysis and phase transition study of the compound P bxCd (1 − x) T iO3: by X-ray diffraction and Raman spectroscopy.
???metadata.dc.creator???: ARAÚJO, Kaio Cezar Gomes de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Renilton Correia da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, João Elias Figueiredo Soares.
???metadata.dc.contributor.referee2???: RODRIGUES, João Elias Figueiredo Soares.
Keywords: Raman;DRX;Perovskita;Ilmenita;Ferroelétrico;XRD;Perovskite;Ilmenite;Ferroelectric
Issue Date: 19-Mar-2021
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ARAÚJO, K. C. G. de. Análise estrutural e estudo de transição de fase do composto P bxCd(1−x)T iO3: por difração de Raios X e espectroscopia Raman. 2021. 69 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18753
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho tem como objetivo o estudo das propriedades estruturais e de transição de fase de compostos do tipo ABO3, através das técnicas experimentais de difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman, em que foram estudados os compostos P bT iO3 (PT), CdT iO3 (CT) e a substituição catiônica no sítio A entre esses dois materiais P bxCd(1−x)T iO3, nas concentrações de x = 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 e 0.0. A síntese foi realizada pelo método de reação de estado sólido não convencional, com modificação dos reagentes P bO e CdO, mantendo a molaridade de T iO2 constante. O P bT iO3, em temperatura ambiente, é uma perovskita ferroelétrica que possui estrutura tetragonal, enquanto o CdT iO3 pode ser sintetizado para possuir estrutura romboétrica do tipo ilmenita centrossimétrica ou perovskita ortorrômbica. Porém, as temperaturas de síntese utilizadas neste trabalho favorecem apenas a fase ilmenita do CT, que é estável em temperatura ambiente e em temperaturas abaixo de 900 ◦C [1]. Ao realizar a substituição dos óxidos entre os titanatos de chumbo e cádmio, a temperatura de transição varia, bem como as demais propriedades físicas do composto, dando origem a um novo material. Foi constatada a obtenção de uma solução sólida para as concentrações de 0.8 P b e 0.9 P b, sendo majoritariamente na concentração de 0.9. Também foi observada, em x ≤ 0.7 P b, a coexistência das fases estruturais dos dois titanatos, o que indica a possível formação de um compósito particulado. Assim, possivelmente é obtido um material ainda ferroelétrico de estrutura perovskita com características inerentes do CT, que possui estrutura ilmenita centrossimétrica. Foi possível analisar as transições de fase desses compostos através do pico de soft mode (de mais baixa frequência) no espectro Raman com a substituição catiônica na estrutura do íon A e também através de estímulo por temperatura, determinando as novas temperaturas de transição de fase para as concentrações de x = 0.9, 0.5, 0.4 e 0.2, que informam os limites de temperatura em que o material pode ser implementado sem a perda total de suas características ferroelétricas. As modificações do P bT iO3 estudadas neste trabalho indicam alterações estruturais importantes como a redução do fator de tetragonalidade (c/a) e o aumento na densidade do material.
Abstract: This work aims to study the structural and phase transition properties of compounds of the type ABO3. This was accomplished with the aid of experimental X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy techniques, where the compounds P bT iO3 (PT), CdT iO3 (CT) and cationic substitution were studied in site A between these two materials P bxCd(1−x)T iO3, in the concentrations of x = 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 and 0.0. The synthesis was carried out by the unconventional solid-state reaction method, with modification of the reagents P bO and CdO, keeping T iO2 molarity constant. The P bT iO3, at room temperature, is a ferroelectric perovskite that has a tetragonal structure, while the CdT iO3 can be synthesized to have a rhombometric structure of the centrometric or orthorhombic perovskite type. However, the synthesis temperatures used in this work favor only the ilmenite phase of the CT, which is stable at room temperature and at temperatures below 900 ◦C [1]. When replacing the oxides between the lead and cadmium titanates, the transition temperature varies, as well as the other physical properties of the compound, giving rise to a new material. It was found to obtain a solid solution for the concentrations of 0.8 P b and 0.9 P b, being mostly in the concentration of 0.9. It was also observed, at x ≤ 0.7 P b, the coexistence of the structural phases of the two titanates, which indicates the possible formation of a particulate composite. Thus, it is possible to obtain a still ferroelectric material with a perovskite structure with inherent characteristics of the CT, which has a centromymmetric ilmenite structure. It was possible to analyze the phase transitions of these compounds through of soft mode peak (of lower frequency) in the Raman spectrum with the cationic substitution in the structure of ion A and also through stimulus by temperature, determining the new temperatures of phase transition for the concentrations of x = 0.9, 0.5, 0.4 and 0.2, which inform the temperature limits at which the material can be implemented without the total loss of its ferroelectric characteristics. The modifications of the P bT iO3 studied in this work indicate important structural changes such as the reduction of the tetragonality factor (c/a) and the increase in the density of the material.
Keywords: Raman
DRX
Perovskita
Ilmenita
Ferroelétrico
XRD
Perovskite
Ilmenite
Ferroelectric
???metadata.dc.subject.cnpq???: Física
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18753
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