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Transições de Fase em Alta Temperatura do Cristal de KDP:Ni: uma abordagem teórica
Transições de Fase em Alta Temperatura do Cristal de KDP:Ni: uma abordagem teórica
Phase Transitions in High-Temperature of KDP:Ni Crystal:a theoretical approach
Daniel Palheta Pereira
Professor Titular do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará – Campus Belém. Doutor em Física da Matéria Condensada – UFPB. Endereço: Rua da Marinha, 315, Conjunto Médici I, Marambaia. CEP: 66620-200. E-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo..
Luciano Monteiro Almeida
Licenciado em Física pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará – Campus Belém.
Renata Sena da Silva Garcia
Licenciada em Física pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará – Campus Belém.
RESUMO
O cristal de Fosfato di-Hidrogenado de Potássio (KDP) é um material não linear muito conhecido com várias aplicações tecnológicas. Uma de suas principais aplicações (propriedades) é a geração de segundo harmônico, convertendo um feixe laser de infravermelho (1064nm) em um feixe laser visível de 532nm. Algumas investigações feitas com o cristal de KDP dopado com manganês (KDP:Mn) focaram nas outras propriedades, tais como dielétricas, piezoelétricas, térmicas, etc. Um estudo recente em Difração de Raios X do KDP:Mn, com várias concentrações dos íons dopantes, demonstraram que a estrutura cristalina não é diferente daquela do cristal não dopado. Também, recentemente, o cristal de KDP incorporado com íons de níquel (KDP:Ni) foi investigado por Espectroscopia Raman em alta temperatura, cujos resultados mostraram que as temperaturas de transição de fase em alta temperatura para esse novo material (KDP:Ni) sofrem um deslocamento para baixo. Partindo dessas medidas de espalhamento Raman em alta temperatura do cristal de KDP incorporado com íons de níquel com 1% em peso (KDP:Ni), os quais foram feitos num intervalo de 50 a 1200cm-1,fizemos uma abordagem usando a Teoria de Grupos realizando estudo comparativo com resultados do cristal de KDP puro (não dopado). Íons de níquel na rede cristalina do KDP causam uma diminuição das temperaturas de transição de fase comparada com aquelas do cristal de KDP não dopado. Propomos uma teoria para explicar este efeito, apoiado no fato que estes íons na rede do KDP provocam uma contração dos parâmetros de rede e que essa contração causa uma diminuição no comprimento da ponte de hidrogênio H-O, tornando a estrutura cristalina menos estável, o que desloca as temperaturas de transição de fase para baixo.
Palavras-Chave: KDP:Ni. Espectros Raman. Teoria de Grupo.
ABSTRACT
Potassium dihydrogen phosphate (KDP) crystal is a well-known nonlinear material with several applications in technology. One of its main application is on the second harmonic generation (SHG), converting an infrared laser beam (1064 nm) into a visible laser beam of 532 nm. Some investigations have been done with the KDP crystal doped with manganese (KDP:Mn) focusing other physical properties, such as dielectric, piezoelectric, thermal, etc… A recent study on X-Rays diffraction of KDP:Mn, with various concentrations of the doping ions, demonstrated that the crystal structure does not differ from that of the undoped crystal. Recently, KDP crystal incorporated with nickel ions (KDP:Ni) have been investigated to Raman spectroscopy, whose results shows that the phase transition temperatures shift down. Starting these High-temperature Raman scattering measurements of KDP doped with Ni (1% weight) were performed over the spectral range 50–1200 cm-1, we madea theoretical approach with Group Theory we perform comparative survey with results of pure KDP crystal (undoped). Nickel-ions in KDP crystal lattice causes a decrease in phase transition temperature compared with them of crystal KDP. We propose a theory to explain this effect supported by the fact that these ions in crystal lattice of KDP cause a contraction of the crystalline cell, so decrease the hydrogen-bond H-O, making the lattice structure less stable, which moves the phase transition temperatures down.
keywords:KDP:Ni. Raman scattering. Group Theory.
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