Síntese e caracterização estrutural de cerâmicas ferroelétricas relaxadoras ba1-xaxzro,3tio, 7o3 e pb1-xbxzro,4tio,6o3, (A=CA, la, b=ba, la)

Abstract

Dentro da família dos materiais ferroelétricos, existe uma classe especial de materiais denominados de materiais ferroelétricos relaxores que apresentam propriedades elétricas não usuais como alta constante dielétrica e piezoelétrica, tornando-os potenciais candidatos a serem utilizados como capacitores de alta densidade de energia e atuadores. Trabalhos recentes encontrados na literatura mostram a existência de uma grande controvérsia sobre as propriedades estruturais dessa classe de materiais tanto a curta como a longa distância. Com a finalidade de contribuir no esclarecimento dessas controvérsias e estabelecer correlações entre as propriedades estruturais e as propriedades ferroelétricas apresentadas por essa classe de materiais, este Projeto de Pesquisa tem como objetivo fundamental realizar a caracterização estrutural a curta e a longa distância de amostras cerâmicas ferroelétricas relaxoras pertencentes aos sistemas Ba1-xA1-xZr0,30Ti0,70O3 e Pb1-xB1-xZr0,40Ti0,60O3 (A= Ca, La e B = La, Ba). A escolha desses sistemas e dessas composições foi feita com base em trabalhos já realizados em nosso grupo de pesquisa e informações encontradas na literatura. Além do uso das técnicas de caracterização estrutural tidas como convencionais como difração de raios X e espectroscopia Raman, faremos uso da técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) que tem se mostrado sensível a detecção de desordem da estrutura local, inerente aos materiais relaxores. Os resultados obtidos através da técnica de XAS serão complementados pela realização de cálculos ab-initio do espectro na borda de absorção de raios X (espectros XANES) e da densidade de estados (DOS) utilizando o programa FEFF8. Espera-se que a realização desses cálculos permita a associação dos processos de hibridização dos diferentes estados atômicos normalmente observados e das propriedades estruturais observadas no espectro na borda de absorção (XANES) de um determinado átomo. Os resultados estruturais a curta e a longa distancia serão então utilizados na interpretação do comportamento das propriedades elétricas destes materiais em função das variáveis acima citadas. Dentro da família dos materiais ferroelétricos, existe uma classe especial de materiais denominados de materiais ferroelétricos relaxores que apresentam propriedades elétricas não usuais como alta constante dielétrica e piezoelétrica, tornando-os potenciais candidatos a serem utilizados como capacitores de alta densidade de energia e atuadores. Trabalhos recentes encontrados na literatura mostram a existência de uma grande controvérsia sobre as propriedades estruturais dessa classe de materiais tanto a curta como a longa distância. Com a finalidade de contribuir no esclarecimento dessas controvérsias e estabelecer correlações entre as propriedades estruturais e as propriedades ferroelétricas apresentadas por essa classe de materiais, este Projeto de Pesquisa tem como objetivo fundamental realizar a caracterização estrutural a curta e a longa distância de amostras cerâmicas ferroelétricas relaxoras pertencentes aos sistemas Ba1-xA1-xZr0,30Ti0,70O3 e Pb1-xB1-xZr0,40Ti0,60O3 (A= Ca, La e B = La, Ba). A escolha desses sistemas e dessas composições foi feita com base em trabalhos já realizados em nosso grupo de pesquisa e informações encontradas na literatura. Além do uso das técnicas de caracterização estrutural tidas como convencionais como difração de raios X e espectroscopia Raman, faremos uso da técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) que tem se mostrado sensível a detecção de desordem da estrutura local, inerente aos materiais relaxores. Os resultados obtidos através da técnica de XAS serão complementados pela realização de cálculos ab-initio do espectro na borda de absorção de raios X (espectros XANES) e da densidade de estados (DOS) utilizando o programa FEFF8. Espera-se que a realização desses cálculos permita a associação dos processos de hibridização dos diferentes estados atômicos normalmente observados e das propriedades estruturais observadas no espectro na borda de absorção (XANES) de um determinado átomo. Os resultados estruturais a curta e a longa distancia serão então utilizados na interpretação do comportamento das propriedades elétricas destes materiais em função das variáveis acima citadas.