Efeito de substituição atômica no calor específico da L-arginina fosfatada monohidratada e do FexZn1-xF2

Abstract

No presente trabalho foi montado um sistema PPMS para medida da capacidade calorífica (Cp) em sólidos no intervalo de temperatura 1,8 390 K. O sistema foi utilizado para estudar a contribuição de defeitos nucleados pela diluição de diversos tipos de impurezas ao calor específico em L-arginina fosfatada monohidratada (LAP) e pela diluição de íons não magnéticos de Zn nos antiferromagnéticos FeF2. As amostra de LAP foram dopadas com Cu(0,25%), Fe(0,025%), Mn(0,005%) e Ni(0,075%) em porcentagem relativa a fração molar. Foi observado um excesso de calor específico na amostra de LAP que apresentou um aumento com a inclusão das impurezas. A dependência de cp com a temperatura (T) foi explicada satisfatoriamente utilizando um modelo que inclui, além da contribuição de Debye, uma correção do tipo Einstein e outra devido aos defeitos intersticiais termicamente criados. O modelo foi ajustado aos dados experimentais produzindo valores para a temperatura de Debye (θD = 160 K), para a energia necessárias para criação dos defeitos (157,9 meV), para os números de osciladores harmônicos independentes (modelo de Einstein) e dos defeitos presentes nas amostras. O outro sistema investigado foi o antiferromagnético diluído FexZn1-xF2 onde a concentração (x) de Fe cobriu intervalo 0,26 1. Através da medida de cp foi possível acompanhar a temperatura de Néel TN(x) até próximo da concentração percolação (xp = 0,24). Os resultados obtidos sugerem uma dependência não-linear com x para TN(x). De fato, foi possível utilizar uma função não-linear, sem uso de parâmetros de ajuste, dependente apenas de TN(x = 1) e de xp para explicar o comportamento de TN(x). Para x > 0,4 foi observado apenas o pico característico para um antiferromagneto diluído cujo valor diminui com x. Abaixo desse valor, o pico continua deslocando-se para valores menores de T e surge outro arredondado característico de vidro-de-spins. Esse comportamento é uma clara indicação da coexistência de uma fase tipo vidro-de-spins com a fase antiferromagnética diluída em concordância com o que tinha sido observado anteriormente por meio de medidas magnéticas. No presente trabalhos propomos ainda uma expressão fenomenológica que reproduz perfeitamente bem a curva TN (x)