Cerâmicas multifuncionais de oxido de zinco dopadas com cobalto: propriedades ópticas, dielétricas e magnéticas

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dc.contributor.advisor1Franco Júnior, Adolfo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0187547195548392pt_BR
dc.contributor.referee1Franco Júnior, Adolfo
dc.contributor.referee2Machado, Fernando Luis de Araujo
dc.contributor.referee3Silva, Sebastião Willian da
dc.contributor.referee4Bufaiçal, Leandro Felix de Sousa
dc.contributor.referee5Rosa, Andreia Luisa da
dc.creatorSilva, Hermínia Veridiana dos Santos Pessoni e
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4405303818219930pt_BR
dc.date.accessioned2022-12-13T14:22:28Z
dc.date.available2022-12-13T14:22:28Z
dc.date.issued2019-10-23
dc.description.abstractIn this work, Zinc oxide Cobalt-doped ceramics (Zn1−xCoxO) were produced with 0,00≤x≤0,05 molar concentrations to obtain multifunctional materials. The Solid State Reaction with slow pressing step and maximum sintering temperature of T=1150ºC was used. Structural characterization by Apparent Density (ρap), Energy Dispersion Spectroscopy (EDS), X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) indicated formation of typical ZnO hexagonal wurtizite phase for all samples (space group - P63mc (C6v)), without formation of spurious phases and good stoichiometric measured coherence. The results also indicated good densification for the ceramics (ρrel=97−91%). The optical characterizations performed by Infrared (FTIR), UV-Vis and Raman allowed the observation of the characteristic vibrational modes of ZnO and the confirmation of the total introduction of Co ions in the tetrahedral sites in the lattice, it also allows the study of evolution in the defects’ amount of VO and Zni type and systematic reduction of optical bandgap Eg due to doping. Electrical characterizations performed by Dielectric Permittivity Spectroscopy (EPD) and Impedance revealed Colossal Dielectric Permittivity (PDC) behavior in all samples (ϵ’~105) and, doping intensifies the effect. The overall dielectric behavior of ceramics is consistent with the Maxwell-Wagner (MW) dielectric relaxation model, which was also used to explain the PDC phenomenon. Magnetic characterizations performed using Magnetic Hysteresis, Zero Field / Field Cooling (ZFC / FC) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) measurements indicated diamagnetic ordering (DM) in the pure sample and predominant paramagnetic (PM) ordering in the doped samples, as well antiferromagnetic ordering (AFM) in doped samples due to the approximation of Co ions in the lattice (sample x=0,05 - 62%PM×38%AFM). Weak Co-ion spin-orbit coupling has been identified in the presence of the ZnO crystalline field. Non-occurrence of ferromagnetism (FM) was discussed in terms of the defects’ placement in ZnO samples.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2022-12-08T13:14:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Hermínia Veridiana dos Santos Pessoni e Silva - 2019.pdf: 4436037 bytes, checksum: 2e37473d0a4660c7bb18e7274ed1bcc4 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
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dc.description.resumoNeste trabalho foram produzidas cerâmicas de óxido de Zinco ZnO dopadas com Cobalto Co (Zn1−xCoxO) nas concentrações molares de 0,00≤x≤0,05 com intuito de obter materiais multifuncionais. Foi utilizada a Reação no Estado Sólido com etapa de prensagem lenta e temperatura de sinterização máxima de T=1150ºC. As caracterizações estruturais realizadas via medida de Densidade Aparente (ρap), Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) indicaram formação da fase cristalina hexagonal wurtizita (grupo espacial P63mc (C6v)) típica do ZnO em todas as amostras, sem formação de fases espúrias e com boa coerência estequiométrica medida. Os resultados também indicaram boa densificação dos corpos cerâmicos (ρrel=97−91%). As caracterizações ópticas realizadas via Infravermelho (FTIR), UV-Vis e Raman permitiram a observação dos modos vibracionais característicos do ZnO e a confirmação da introdução total dos íons Co nos sítios tetraédricos da estrutura, além de permitir o estudo da evolução da quantidade de defeitos pontuais e da redução sistemática do bandgap óptico Eg devido à dopagem. As caracterizações elétricas realizadas por Espectroscopia de Permissividade Dielétrica (EPD) e Impedância revelaram comportamento de Permissividade Dielétrica Colossal (PDC) em todas as amostras (ϵ’~105), sendo que a dopagem intensifica o efeito. O comportamento dielétrico geral das cerâmicas é condizente com o modelo de relaxação dielétrica de Maxwell-Wagner (MW), que também foi usado para explicar o fenômeno de PDC. As caracterizações magnéticas realizadas via medidas de Histereses Magnéticas, Zero Field/ Field Cooling (ZFC/FC) e Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) indicaram ordenamento diamagnético (DM) na amostra pura e paramgnético (PM) predominante nas amostras dopadas, ocorrendo também ordenamento antiferromagnético (AFM) nas dopadas devido à aproximação dos íons Co na estrutura (amostra x=0,05 - 62%PM×38%AFM). Foi identificado fraco acoplamento spin-órbita do íon Co na presença do campo cristalino do ZnO. A não ocorrência de ferromagnetismo (FM) foi abordada em termos da localização dos defeitos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationPESSONI, H. V. S. Cerâmicas multifuncionais de oxido de zinco dopadas com cobalto: propriedades ópticas, dielétricas e magnéticas. 2019. 152 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/12475
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Fisica (IF)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectÓxido de zincopor
dc.subjectDMSpor
dc.subjectReação no estado sólidopor
dc.subjectPermissividade dielétrica colossalpor
dc.subjectZinc oxideeng
dc.subjectSolid state reactioneng
dc.subjectColossal dielectric permitivityeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERALpt_BR
dc.titleCerâmicas multifuncionais de oxido de zinco dopadas com cobalto: propriedades ópticas, dielétricas e magnéticaspt_BR
dc.title.alternativeCobalt-doped multifunctional zinc oxide ceramics: optical, dielectric, and magnetic propertieseng
dc.typeTesept_BR

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