Investigação do transporte de calor no BaBiO3: condutividade térmica glass-like em um óxido complexo cristalino

Autor(es)

Alexandre Henriques da Silva

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
• Data de defesa: 2025-12-09

Membros da banca

Valentina Martelli; Marcos de Abreu Avila; Milan Radovic; Eduardo Granado Monteiro da Silva; Pedro Paulo de Mello Venezuela

• Orientador: Valentina Martelli; Walber Hugo de Brito

Resumo

Esta tese foca nas propriedades de transporte térmico de BaBiO3 (BBO), uma perovskita óxido complexo. O BBO é um semicondutor diamagnético com um rico diagrama de fases, exibindo fases isolantes, metálicas e supercondutoras (SC), dependendo dos níveis de dopagem tipo-p. Embora o comportamento isolante do material tenha sido atribuído tentativamente à desproporção de carga ou ligação, diversas questões sobre os estados eletrônicos observados ainda estão sob debate. Apesar do extenso estudo de suas propriedades eletrônicas, o transporte térmico do BaBiO3 foi amplamente negligenciado. A condutividade térmica em amostras bulk é investigada neste trabalho por meio de um aparato padrão do método estacionário no intervalo de temperaturas 1.5 - 300 K. Para estender as medidas acima da temperatura ambiente (300 K), nós implementamos a técnica 3. Esta metodologia permite discriminar a contribuição de um filme fino para a condutividade térmica total por meio de análise de frequência, minimiza perdas de calor por radiação de corpo negro e também otimiza outras questões relacionadas aos métodos-padrão, tornando o método de forma geral adequado tanto para amostras bulk quanto filmes finos. Para uma análise completa e interpretação dos resultados, um conjunto de técnicas complementares para caracterização estrutural, estequiométrica e eletrônica das amostras foi utilizado, como Difração de Raios-X (XRD), Espectrometria de espalhamento Rutherford (RBS), Espectroscopia de Absorção de Raios-X (XAS) e difração Laue. Ao estudar sistematicamente o comportamento do transporte térmico do BBO, esta tese contribui para aprofundar o entendimento de perovskitas, e discute mecanismos microscópicos que governam a condução térmica do BBO. Nossos resultados indicam evidência de condutividade térmica glass-like em poli- e monocristais de BaBiO3, o que lhe garante baixa condutividade térmica e assinaturas em sua condução térmica que se assemelha à de materiais amorfos (vidros). É proposto que uma combinação de tunelamento de sistemas de dois-níveis, associados com a rotação do octaedro de BiO6, e espalhamento de fônons por hibridização a-o leva à dependência térmica observada na condução térmica. Além de sugerir o BaBiO3 como um candidato para heteroestruturas funcionais e aplicações termoelétricas, estas conclusões podem ter importantes implicações no mecanismo de pareamento e SC não-convencional em amostras de BaBiO3 dopado. (AU)

• Processo FAPESP: 22/01742-0 - Estudo de transporte térmico em óxidos complexos de baixa dimensionalidade
• Beneficiário: Alexandre Henriques da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto