Cinética de formação de nanocristais ferroelétricos em sistema vítreo à base de TeO2 - Oliveira, Renato Cruvinel de (2019)
Os materiais vítreos a base de TeO2 têm sido amplamente estudados e suas potencialidades requerem particular atenção para o desenvolvimento de novos sistemas vitrocerâmicos. Neste trabalho, com o objetivo de formar nanocristais de BaTiO3 (na fase tetragonal) através da estequiometria do sistema xBaO–xTiO2–(100–2x)TeO2 (BTT), tratamentos isotérmicos foram realizados sob diferentes condições. Desse modo, foram investigadas as propriedades físicas do sistema BTT para as composições x = 7,5, 10,0 e 12,5 mol%, de nomenclaturas 85BTT, 80BTT e 75BTT, respectivamente. As amostras foram obtidas pelo método convencional de fusão, seguido de um rápido resfriamento (quenching). Particularmente, suas propriedades térmicas, estruturais e óticas foram analisadas a partir de Análise Térmica Diferencial (DTA), Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia Raman (ER) e de Absorção Ótica (AO). Os resultados revelaram uma forte influência das concentrações de BaO-TiO2 nas propriedades estudadas, que pode ser associada à quebra de simetria da unidade estrutural elementar (TeO4), devido à variação estrutural TeO4TeO3+1TeO3, ao caráter covalente das ligações TeO, a presença do par de elétrons livres na camada de valência do TeO2 e, consequentemente, à formação de oxigênios não ligantes (NBO’s). As bandas de cortes no UV-Vis apresentaram absorção fundamental na região de 400-450nm, onde a rede mais polimerizada da composição 80BTT proporcionou os valores mais elevados do gap indireto (Ei = 2,87eV) e direto (Ed = 2,96ev). Os resultados obtidos por DRX e Raman confirmaram a presença dos polimorfismos -TeO2 (paratelurito) e -TeO2 (metaestável) na rede estrutural dos vidros. A partir dos tratamentos isotérmicos realizados por até 3h, em torno da temperatura inicial de cristalização (Tx), se confirmou a hierarquia da fase estável paratelurito para amostra 80BTT e da fase metaestável para as composições 85BTT e 75BTT. Além disso, se identificou por DRX, conforme a carta cristalográfica ICSD-073644, a presença reflexões características da fase ferroelétrica do BaTiO3 (BT), com simetria tetragonal, que revelaram a formação de nanocristais (NCs) com dimensão em torno de 34nm, 38nm e 42nm e com os devidos modos vibracionais identificados por ER. Em última análise, os resultados apresentados neste trabalho apontam para materiais com potencial tecnológico às aplicações de nanotecnologia como por exemplo no rol da nanofotônica e no campo das memórias ópticas.