Estudos de sistemas cristalinos e liquidos por meio de espalhamentos Raman e Brillouin em função da temperatura

Autor(es)

Ana Paula Dornelles de Alvarenga

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
• Data de defesa: 1993-12-17

Membros da banca

Lia Queiroz do Amaral; Fernando Cerdeira; Marcos Hugo Grimsditch; Lidério Citrângulo Ioriatti Júnior; Jose Sanjurjo

• Orientador: Aldo Felix Craievich

Resumo

Espalhamentos Raman e Brillouin foram usados no estudo de vários sistemas que apresentam questões em aberto no comportamento de suas propriedades físicas com a temperatura. Estudamos materiais de interesse geofísico, como o rutilo Ti02 e o espinélio MgAl204. Os resultados de espalhamento Raman no rutilo Ti02, a temperaturas de 1000 K, mostraram que as frequências dos fônons ópticos diminuem pouco com a temperatura. A ausência de um modo soft a estas altas temperaturas, confirma a estabilidade da stishovite, material de estrutura análoga ao rutilo TiO2, e que existe no manto terrestre. As constantes elásticas do espinélio MgAl204 foram medidas em função da temperatura, por meio de espalhamento Brillouin até 2100 K: estas foram as temperaturas mais altas já obtidas em experimentos de espalhamento Brillouin. A partir das constantes elásticas, calculamos parâmetros de importância geofísica, pois este material é estruturalmente análogo ao espinélio y-Mg2Si04, considerado o maior constituinte do manto inferior terrestre. O estudo de espalhamento Raman no material sintético c-BN, a temperaturas de 1600 K, mostrou que este material retém suas propriedades mecânicas a estas altas temperaturas, sendo indicado para aplicações onde estas condições são requeridas. Realizamos espalhamento Raman nos compostos GaI3, GaBr3,AlBr3 e AlCI3, com a finalidade de determinar suas estruturas perto de seus pontos de fusão. A estrutura dos líquidos foi determinada como sendo composta por moléculas diméricas, presentes também nos sólidos, com a excessão do composto AICI3. Neste composto, a mudança de estado sólido-líquido ocorre com uma brusca mudança estrutural, onde o sólido iônico transforma-se em um líquido de moléculas diméricas. As propriedades elásticas da água sob pressões negativas foram investigadas por meio de espalhamento Brillouin em microinclusões, naturais e sintéticas, de água e vapor de água em cristais de quartzo. Através do aquecimento, estas inclusões homogenizam a uma temperatura Th: no resfriamento a partir de Th, o sistema atinge um estado metaestável, interrompido pela nucleação da fase gasosa. Nossos experimentos geraram tensões da ordem de 100 MPa. O enxofre líquido foi estudado por espalhamento Brillouin, a temperaturas em torno da transição À. A interpretação dos espectros polarizados foi feita de acordo com o formalismo de Mori-Zwanzig, e não mostraram evidência da transição À. Os espectros despolarizados, por outro lado, mostraram uma pronunciada anomalia em torno da temperatura da transição . (AU)

• Processo FAPESP: 92/01847-9 - Mudanças de fase em materiais cristalinos ou líquidos estudada por Espalhamento Raman ou Brillouin
• Beneficiário: Ana Paula Dornelles de Alvarenga
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado