SÍNTESIS Y ESTUDIO DE PROPIEDADES ESTRUCTURALES, ELÉCTRICAS E HIPERFINAS DE YTRIA DOPADA CON CADMIO

R. FACCIO; M. RENTERÍA; M. ROMERO; A. W. CARBONARI; D. RICHARD; E.L. MUÑOZ

Mar del Plata

Jornada; Terceras Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica (JONICER 2017); 2017

Asociación Técnica Argentina de Cerámica, A.T.A.C, y co-organizadas por el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA-CONICET-UNMdP)

Presentamos un estudio que combina distintas técnicas experimentales y cálculos de primeros principios para analizar en profundidad las propiedades que emergen en el ceramico Y2O3 al ser dopado con Cd, como así tambien su dependencia con el método de síntesis. En particular, analizamos la síntesis por el método sol-gel propuesto por Pechini.En el aspecto experimental, estudiamos estructuralmente al cerámico a distintas escalas mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS), Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopía -Raman Confocal y Espectroscopía de Correlaciones Angulares Perturbadas - Diferenciales en Tiempo (PAC). Además, analizamos sus propiedades eléctricas mediante Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). En particular, la técnica PAC permite medir el Gradiente de Campo Eléctrico (EFG) en el sitio del isótopo/sonda 111Cd, el cual es un observable altamente sensible a la estructura local y electrónica en el entorno de la sonda. En el aspecto teórico utilizamos el método de Ondas Planas Aumentadas (APW+lo), en el marco de la Teoría del Funcional Densidad (DFT), para predecir las propiedades estructurales, electrónicas e hiperfinas del sistema dopado y compararlas con las determinaciones experimentales.Recientemente hemos estudiado el caso de ytria dopada con tántalo, encontrando que el método sol-gel Pechini permite sintetizar Y2O3 en su fase cúbica bixbyíta con alta cristalinidad, y que las impurezas Ta se localizan en ambos sitios catiónicos de la estructura [1]. Extendemos ahora el estudio al caso de la ytria dopada con Cd. En este sentido, nuestro interés se justifica en el hecho que la sonda PAC (111In→)111Cd presenta el fenómeno de las interacciones hiperfinas dinámicas, las cuales nos permiten analizar localmente la disponibilidad electrónica en el entorno de la sonda en función de la temperatura. A su vez, la disponibilidad comercial de 111In en forma de cloruro (111InCl3) permite preparar muestras por distintas vías. Consideramos los casos de difusión térmica de la sonda PAC en pastillas de ytria producidas a partir del producto de la síntesis sol-gel, como así también a partir de polvo comercial. Además, estudiamos el caso en que la sonda es incorporada a la estructura durante el proceso de polimerización. Mediante la medotología experimetal y teórica propuesta podemos confirmar la estructura cristalina obtenida a nivel experimental y contrastar para cada muestra las propiedades hiperfinas dinámicas observadas por PAC con los resultados provenientes de las medidas por EIS. Ello nos permitirá analizar las diferencias en las propiedades eléctricas según el método de producción del cerámico dopado.[1] D. Richard, M. Rentería, A. W. Carbonari, Semiconductor Science and Technology (2017), en prensa. DOI 10.1088/1361-6641/aa7a74