Transport measurement under pressure in ceramic materials / Medidas de transporte sob pressão em materiais cerâmicos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Uma célula de pressão do tipo pistão-cilindro fabricada com BeCu foi utilizada na realização de medidas de transporte eletrônico (resistividade elétrica ½) sob pressão hidrostática P e como função da temperatura T. O procedimento de montagem do arranjo experimental compreendeu: (i) elaboração de novos acessórios para a célula de pressão, (ii) calibração do sensor de temperatura e (iii) calibração do sensor de pressão. A montagem e calibração da célula de pressão foram realizadas com sucesso e o resultado desse trabalho de instrumentação é que a referida célula pode operar no intervalo de temperatura compreendido entre 77 e 350 K e sob pressões tão altas quanto » 9.0 kbar. Uma característica dos procedimentos utilizados é que a determinação dos parâmetros termodinâmicos T e P é realizada de maneira precisa, de tal forma que P pode ser inferida exatamente em qualquer valor de temperatura. Para a realização de um estudo sistemático das propriedades de transporte eletrônico utilizando a referida célula de pressão, uma família de óxidos de níquel foi escolhida. Os compostos cerâmicos Nd1¡xEuxNiO3; x = 0, 0.10, 0.15, 0.25, 0.30 e 0.35; apresentam uma transição de fase metal-isolante MI em um amplo intervalo de temperatura 200 T 350 K. Além disso, esses compostos exibem uma histerese térmica entre as medidas de aquecimento e resfriamento, que caracteriza a transição de fase MI como sendo de primeira ordem. Por outro lado, a amostra com x =0.35 não apresenta histerese térmica e, por isso, a transição de fase MI é caracterizada como sendo de segunda ordem. Em especial, esses compostos quando submetidos a variações de pressão hidrostática apresentam diferentes magnitudes da temperatura de transição de fase metal-isolante TMI, exibindo forte dependência dos parâmetros termodinâmicos P e T. Um estudo sistemático acerca da característica da transição de fase MI sob variação dos parâmetros termodinâmicos P e T foi realizado via medidas de resistividade elétrica sob pressão e como função da temperatura ½(P; T). Os resultados obtidos são utilizados no mapeamento da dependência de TMI como função de P para cada material. O diagrama de fases TMI versus P evidencia duas regiões: uma isolante e outra metálica, para todos os compostos estudados. Ainda acerca do diagrama de fases, a relação dTMI dP foi estimada e valores de » - 4.4 K/kbar foram obtidos para x <0.15, ou seja, para os compostos com x = 0, 0.10 e 0.15, o valor de dTMI dP foi observado ser praticamente constante. Esses compostos encontram-se no limite de diluição (x 0.165), onde as propriedades dos materiais são alteradas de maneira suave e, portanto, similares às da matriz NdNiO3. Contudo, os compostos com x >0.15 possuem taxas de variação dTMIdP crescentes como função do aumento da substituição de Nd por Eu e preservam a ocorrência de uma histerese térmica, mas com intervalos ¢T muito menos pronunciados (da ordem de alguns K). No caso da amostra com x = 0.35 a histerese térmica não é observada à pressão atmosférica, mas ocorre de forma sistemática com a aplicação de P. Logo, a aplicação de P e/ou substituição de Nd por Eu podem alterar o caráter da transição de fase de segunda para primeira ordem, ou vice-versa, nessa família de óxidos.

ASSUNTO(S)

ceramic materials física dos materiais materiais cerâmicos medição transporte eletrônico

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