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Type: TESE
Title: Transições de fase e efeitos anarmônicos nas vibrações da rede do LiI03 estudados com espalhamento Raman
Author: Melo, Francisco Erivan de Abreu
Advisor: Cerdeira, Fernando, 1943-
Abstract: Resumo: O espectro Raman do LiIO3 foi estudado em função da temperatura (10K-680K) a pressão constante (1 bar) e em função de pressões uniaxial e hidrostática a diferentes temperaturas. No primeiro tipo de experiência, observamos duas mudanças descontinuas no espectro Raman com o aumento da temperatura. A primeira é reversível e ocorre num intervalo de temperatura entre 215ºC e 260ºC, dependendo da origem da amostra (pó ou monocristal) e de sua história térmica. A segunda ocorre para T ³ 290ºC e vem irreversível quando a amostra é aquecida acima de 340ºC. Cada fase tem um espectro característico e distinto dos outros dois. Embora a ocorrência destas transições de fases estejam em completo acordo com medidas de difração de raios-X e de análise térmica diferencial (DTA), elas estão em desacordo com trabalhos anteriores em Raman e infravermelho que não mostram mudanças qualitativas nos espectros na transição a Û g . Pensamos que este desacordo é devido que nossas medidas são as primeiras obtidas a temperaturas suficientemente altas para passarmos através das transições. Obtemos também destas experiências medidas quantitativas das dependências das freqüências dos fonons ativos no Raman e de suas larguras de linha com a temperatura na fase a. As medidas de pressão uniaxial foram realizadas nas temperaturas de 77K e 300K. As mudanças observadas nos espectros Raman foram bem descritas por uma teoria de potencial de deformação usada anteriormente para uma grande variedade de materiais. As medidas de pressão hidrostática foram realizadas nas temperaturas de 300K e 380K. A comparação destes resultados, obtidos em três temperaturas diferentes, revelou que os parâmetros de Grüneissen de cada modo (gj) e outros potenciais de deformação são independentes da temperatura. Entretanto, estes parâmetros dependem das freqüências (wj) dos fonons obedecendo a uma lei de "scaling" do tipo gj a wj-2. Este comportamento e discutido no contexto de uma grande quantidade de dados existente para diversos tipos de cristais iônicos, covalentes e moleculares. Os dados resultantes das experiências de pressão e temperatura são combinados para separar as contribuições implícitas (volume driven) e explícitas (occupation number driven) de wj(T). Este procedimento revelou a existência de um comportamento anarmônico anômalo afetando somente o modo da rede que envolve as translações do íon de Li+ ao longo do eixo-c. Sugerimos que isto e uma indicação da existência de uma ligação entre este modo e o crescimento anômalo da condutividade iônica ao longo do eixo-c que ocorre quando este material e aquecido a altas temperaturas

Abstract: The Raman spectrum of LiIO3 was studied both as a function of temperature at constant pressure (10K-680K) and as a function of externally applied uniaxial and hydrostatic pressure at different (constant) temperatures. In the first type of experiment, two discontinuous changes in the spectrum are observed as temperature increases. The first one is reversible and occurs in a temperature range between 215ºC and 260ºC, depending upon sample origin (single crystal or powder) and thermal history. The second occurs at T ³ 290ºC and becomes irreversible once the samples are heated above 340ºC. Each phase has a characteristic spectrum, distinct from that of the other two. Although the occurrence of these phase changes are in complete agreement with studies made with X-ray diffraction and differential thermal analysis (DTA), it is at variance with previous Raman and infrared work which report no qualitative change in spectrum at the a Û g phase transition. We believe this disagreement comes about because our measurements are the first ones so far to have actually passed through the transition. We also obtain in these measurements quantitative determinations of the temperature dependence of frequencies and inverse lifetimes of all Raman active modes in the a-phase. The uniaxial stress measurements were performed both at 77K and at 300K. The observed changes in the Raman spectrum are well described by a linear deformation potential theory used previously for a large variety of materials. Measurements under hydrostatic pressure were performed at 300K and at 380K. Comparison of these results, obtained at three different temperatures, reveals that mode Grüneissen parameters (gj) and other deformation potential are essentially temperature independent. They depend, however, on mode frequency (wj) obeying on approximate scaling law gj a wj-2. This behavior is discussed in the context of a large amount of data existent for divers type of ionic, covalent and molecular solids. Data from pressure and temperature work are combined to separate the implicit (volume driven) and explicit (occupation number driven) contributions to wj(T). This procedure reveals the existence of anomalous anharmonis behavior affecting only the lattice mode which involve translations of Li+ atoms along the c-axis. We suggest that this is indicative of the existence of a link between this mode and the anomalous increase in ionic conductivity along the c-axis occurring in this material at high temperatures
Subject: Espectroscopia Raman
Cristais ionicos
Termodinâmica
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1983
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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