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Se ha estudiado el comportamiento durante la sinterización de cerámicas basadas en Bi₄Ti₃O₁₂ (BIT). Muestras sin dopar y dopadas con WO3 fueron preparadas por dos rutas diferentes: vía convencional por mezcla de óxidos y vía química por el método de coprecipitación de hidróxidos. Las variaciones en la contracción de las muestras se siguieron mediante ensayos de dilatometría. Para determinar los parámetros cinéticos se utilizaron diferentes modelos teóricos basados en los de Coble para los estados inicial e intermedio de la sinterización. Tanto el método de procesamiento como la cantidad de dopante modifican el comportamiento durante la sinterización de estas cerámicas. La sinterización de las muestras obtenidas por vía convencional se produce en estado sólido mientras que en aquellas obtenidas por vía química la sinterización se produce en presencia de una pequeña cantidad de fase líquida.

Los conductores iónicos de oxígeno con estructuras más simétricas como fluorita y perovsquita dependen de la movilidad de las vacantes de oxígeno. Se han desarrollado recientemente electrolitos con elevadas prestaciones, los llamados de estructura tipo apatito, que muestran transporte intersticial dominante. Con el objeto de establecer las relaciones básicas entre composición y conductividad en una estructura cúbica tipo-C derivada de la fluorita con alta tolerancia a diferentes defectos de oxígeno, se  han estudiado materiales basados en Y2O3 por espectroscopía de impedancia en el rango de temperaturas entre 700 y 1000ºC. La ytria dopada con CaO exhibe una conductividad iónica razonablemente alta vía mecanismo de vacantes.
Las muestras dopadas con ZrO2 y HfO2 poseen oxígenos intersticiales como defectos dominantes pero presentan una conductividad iónica poble comparada con los materiales dopados con CaO. Estas tendencias, conocidas para otras fases relacionadas con la estructura fluorita como los pirocloros, son opuestas a las que se observan en estructura de tipo apatito y K2NiF4.
La comparación de los niveles de conduccion iónica entre varios materiales oxídicos apunta a la existencia de un mecanismo rápido de migración intersticial. Este mecanismo cabría expresarse en materiales multicomponente complejos en los que el transporte iónico tiene lugar en partes de la red con elevada ionicidad del enlace. Más aún, los parámetros estereológicos que afectan a la conducción, en gran medida dependen de la relajación de las partes covalentes.

Las cerámicas basadas en cobaltitas forman una extensa familia de óxidos que presentan valores elevados del coeficiente seebeck (S300k ≥ 90 µV.K-1). Se pueden dividir en dos grupos dependiendo del número de capas con estructura de cloruro sódico (rocksalt - RS), n=3 ó n=4, que separan las capas conductoras de [CoO2] . Comparando sus caractetísticas estructurales, se ha encontrado que los valores de S están gobernados por la relación de inconmensurabilidad y la carga del bloque con estructura RS. Esto se evidencia claramente realizando sustituciones químicas en los bloques RS: Isobalentes con cationes de diferente radio (rBa2+ > rSr2+ > rCa2+) que modifican la relación de inconmensurabilidad o sustituciones aliovalentes de cobalto (Pb4+, Ti4+) que provocan cambios en la carga del bloque RS pero no en la inconmensurabilidad.

Este artículo revisa el trabajo realizado por los autores durante los últimos años sobre lámina delgada y ultra-delgada ferroeléctrica preparada mediante el depósito químico de disoluciones (CSD) sobre substratos de silicio. Las películas ferroeléctricas integradas con silicio tienen potenciales usos en los nuevos dispositivos micro/nanoelectrónicos. Dos aspectos claves son aquí considerados: 1) el uso de bajas temperaturas de procesado de la lámina ferroeléctrica, con el fin de no dañar los diferentes elementos que forman la heteroestructura del dispositivo y 2) la disminución de tamaño del material ferroeléctrico con el fin de conseguir las altas densidades de integración requeridas en la próxima generación de dispositivos nanoelectróncos. Los procesos térmicos rápidos asistidos con irradiación UV se están usando en nuestro laboratorio para conseguir la fabricación del material ferroeléctrico a temperaturas bajas compatibles con la tecnología del silicio. Se muestran resultados preliminares sobre estructuras ferroeléctricas nanométricas preparadas por CSD.

La miniaturización de los dispositivos actuadores no es una tendenca lógica de su naturaleza de operación. Al contrario que los actuadores, los sensores si presentan esta tendencia a la miniaturización fundamentada en la naturaleza de su operación:  dado que en el proceso de medida el intercambio energético debe ser mínimo para no afectar el proceso de medida, cuanto menor sea el sensor menor será también su efecto sobre la medición. En el caso de los actuadores el objetivo es el opuesto, se pretende imponer el estado mecánico de un sistema y que este estado no sea perturbado por agentes externos de forma que los requisitos sobre la potencia del actuador son estrictos. En vista de la tendencia actual a la miniaturización de las aplicaciones, conviene preguntarse como se ven afectadas las características de operación de los actuadores cuando son miniaturizados. El análisis presentado en este trabajo se centra en determinar como evolucionan las características principales de los actuadores (frecuencia de resonancia, densidad de fuerza, tiempo de respuesta, máximo desplazamiento y densidad de energía por ciclo) al ser miniaturizados. El análisis se restringe a actuadores piezoelectricos no resonantes, en concreto multicapa, multimorfos y cíclicos, pero se ponen en contexto con otros actuadores piezoeléctricos, con otras tecnologías emergentes y con tecnologías tradicionales.

Mediante medidas de análisis termogravimétrico hemos estudiado la dependencia en la temperatura del contenido de oxígeno (δ) en cobaltitas PrBaCo2O5+δ bajo diferentes atmósferas y diferentes presiones parciales de oxígeno. Por otra parte, hemos caracterizado la cinética de los cambios de δ a diferentes temperaturas. Los estudios en equilibrio nos han permitido preparar muestras con valores deseados de δ. Esto es crucial poder estudiar convenientemente esta familia de óxidos de cobalto con estructura “112” laminar. Los estudios de la cinética revelan que la difusión de oxígeno en el interior de las muestras, así como la reactividad en la superficie, empieza a temperaturas relativamente bajas (200oC).

Las propiedades elécticas de un electrolito sólido de galato de lantano se han modificado mediante un dopado eléctrico de Fe en borde de grano. Esto se consiguió preparando una estructura de sandwich con una plantilla densa de  La_0.95Sr_0.05Ga_0.90Mg_0.10O_3-δ (LSGM) entre las muestras de LaFeO3. Un tratamiento de varias horas a 1550ºC en aire favoreció la difusión de Fe a lo largo de los bordes de grano. Los análisis mediante microscopia electrónica de barrido y espectroscopía de energía dispersada muestran que el hierro se localiza en borde de grano mientras que se preserva la composición de LSGM en el interior de grano. En las muestras dopadas con hierro se observa un aumento de la conductividad total siendo el efecto más notable en el borde del grano. La conductividad total del material que contiene hierro presentó un ligero descenso al reducirse la presión parcial de oxígeno, lo que sugiere la presencia de conducción electrónica tipo p.
La conductividad electrónica tipo (σ_p) se evaluó ajustando el espectro de impedancia de baja temperatura a un circuito equivalente sencillo con una resistencia electrónica en paralelo. El valor de σp en aire a 300ºC es  3,1×10^-6 S/cm y la energía de actuación 75,1 kJ/mol entre 300 y 400ºC.

El conocimiento preciso del sistema Bi₂O₃-ZnO es una herramienta básica para conseguir el control de la microestructura de los varistores basados en ZnO. Recientemente otros materiales basados en óxidos de cinc y bismuto han mostrado un gran potencial para su uso en aplicaciones como dieléctricos a frecuencias altas, renovando el interés por dicho sistema binario.
El objetivo del presente trabajo es realizar una evaluación termodinámica del diagrama de fases consistente para el sistema Bi₂O₃-ZnO teniendo en cuenta la información experimental existente del mismo. La evaluación termodinámica del sistema se ha llevado a cabo mediante la metodología CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams), empleando el software Thermo-Calc.

Se han preparado varistores basados en el sistema ZnO-Bi2O3-Sb2O3 en forma de lámina gruesa sobre sustratos de alúmina densa. Diferentes parámetros del procesamiento como la viscosidad de la pasta, los ciclos de calcinación y sinterización y el espesor en verde y sinterizado han sido estudiados para mejorar el procesamiento de los varistores basados en ZnO preparados en forma de lámina gruesa. Los polvos de partida fueron pretratados de dos formas diferentes con el objetivo de controlar la formación de la fase líquida rica en bismuto y la excesiva volatilización de Bi2O3 durante la sinterización debida a la alta relación área-volumen de las láminas gruesas. Se han observado cambios significativos en las propiedades eléctricas relacionadas con los diferentes  ciclos de calcinado y con la selección de los polvos de partida.

Los materiales cerámicos basados en óxido de cinc dopado con estaño (IV) encuentran su principal aplicación como dispositivos sensores específicos de gases. La capacidad sensora de la mezcla de óxidos y su particular afinidad por un determinado gas específico (selectividad) es función directa de cuáles sean las fases cristalinas presentes en la microestructura del semiconductor sinterizado, así como del grado de incorporación del estaño en la red del ZnO. La obtención del polvo cerámico de partida por un método de coprecipitación altamente reactivo revela que el rango de solución sólida del estaño en el óxido de cinc se encuentra por debajo del 0.1 % en moles de SnO2; concentraciones superiores llevan a la segregación de una fase secundaria, Zn2SnO4, con estructura de tipo espinela.

En este trabajo se estudia el comportamiento dieléctrico de manganitas de La dopadas con Ca en un rango de composición cercano a 0.5. Se prepararon muestras cerámicas por el método de reacción en estado sólido, utilizando los óxidos elementales como reactivos. Los materiales obtenidos fueron caracterizados química, estructural y microestructuralmente mediante titulaciones iodométricas, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, respectivamente. Se hicieron medidas de susceptibilidad magnética y resistividad eléctrica en función de la temperatura. Además se determinó la permitividad dieléctrica compleja de las muestras sintetizadas en función de la frecuencia y la temperatura. Se observaron valores muy elevados de la constante dieléctrica en un amplio rango de frecuencias y temperaturas para todos los materiales obtenidos. También se encontró un aumento de la constante dieléctrica a temperaturas cercanas a las de las transiciones de orden de carga o metal-aislante sufridas por estos materiales.

En este trabajo, se estudian las propiedades dieléctricas de las perovskitas laminares La3/2Sr1/2NiO4 y La5/3Sr1/3NiO4 en el intervalo de frecuencias 20 Hz- 1 MHz y en el intervalo de temperaturas 110-350 K. Para este estudio, se han sintetizado muestras policristalinas y monofásicas mediante el método cerámico. Estos compuestos presentan unos altos valores de la constante dieléctrica a temperatura ambiente (ε’r ~ 105), lo cual los hace muy atractivos para posibles aplicaciones tecnológicas siempre y cuando se puedan reducir sus relativamente altas pérdidas dieléctricas.
Los resultados obtenidos muestran que aunque la respuesta dieléctrica está fuertemente realzada debido a efectos extrínsecos de polarización interfacial, se observa una correlación interesante entre las propiedades dieléctricas y el estado electrónico de los compuestos.

Los óxidos de manganeso con valencia mixta y estructura de perovskita poseen un cierto grado de flexibilidad química que permite hacer estudios sistemáticos entre las propiedades eléctricas y magnéticas, con la estructura cristalina. En este trabajo presentamos medidas magnéticas en la serie La2/3(Ca1-xSrx)1/3MnO3 donde se demuestra que la aproximación adiabática falla para pequeñas x, debido el fuerte acoplamiento de los grados de libertad electrónicos y de la red.

La operación óptima de un resonador piezoeléctrico requiere de la adaptación de impedancia eléctrica entre el circuito de excitación y el propio resonador. La falta de adaptación se traduce en una pobre transmisión de potencia desde el excitador hasta el resonador, lo que a su vez se traduce en calentamiento y pérdida de eficienca en la operación. Las características morfológicas de la tensión  de excitación (amplitud, frecuencia y fase) también quedan afectadas por esta falta de adaptación. Este artículo analiza el diseño óptimo de la etapa de potencia de un circuito eléctrico de excitación para resonadores piezoeléctricos. Se trata la caracterización electromecánica del resonador y, en base a ésta, la adaptación de impedancias entre circuito y resonador. La contrastación experimental se ha llevado a cabo con un resonador bien estudiado en la literatura: un motor ultrasónico.

Las cerámicas PZT con coeficientes piezoeléctricos elevados poseen contribuciones extrínsecas grandes. Este comportamiento extrínseco, relacionado con el movimiento de las paredes de los dominios, comporta efectos no lineales grandes que no siempre son deseables, por ejemplo, al incrementar las pérdidas de los dispositivos piezoeléctricos. Esta correspondencia entre efectos extrínsecos y no linealidades puede ser utilizada para caracterizar las cerámicas con el fin de optimizar sus propiedades piezoeléctricas. En todos los casos se busca una interpretación física de los resultados obtenidos. El objetivo de este trabajo es el estudio de la dependencia de los coeficientes lineales y no lineales dieléctricos, piezoeléctricos y elásticos con la fracción de Ti en cerámicas PZT con composiciones de Zr-Ti cerca de la transición de fase morfotrópica (MPB). También se analiza la dependencia de estos coeficientes con la concentración de impurezas, utilizando para ello cerámicas de Ferroperm Piezoceramics del tipo duras y con dos niveles de dopaje aceptor, alto y bajo.

En este trabajo se han utilizado cerámicas piezoeléctricas para generar ondas de Lamb en estructuras tipo placa. Se midió la presión acústica a lo largo de unos centímetros de la placa mediante un hidrófono acoplado a ésta mediante una fina capa de aceite. Aplicando a esta información la trasformada bidimensional de Fourier se obtuvieron las curvas de dispersión experimentales y se compararon con las obtenidas teóricamente.
A continuación, los modos de Lamb se reforzaron o cancelaron pegando otra cerámica en la placa en la posición adecuada. Al excitar la segunda cerámica en fase con la primera amplificamos el modo simétrico, S0, mientras que el modo antisimétrico, A0, se ve parcialmente cancelado. Excitando las dos cerámicas en contrafase, reforzamos el modo antisimétrico, A0, respecto del simétrico, S0.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos tras realizar una caracterización piezoeléctrica y electromecánica completa haciendo uso de nuevas técnicas de caracterización, de muestras cerámicas de PZT ricas en circonio, y dopadas con Nb2O5. El objetivo que perseguimos es establecer las correlaciones existentes entre la estructura microscópica de estos materiales cerámicos, las pequeñas variaciones de las composiciones catiónicas, y las diferencias en la respuesta de los materiales en función de las diferentes composiciones.

Se ha implementado una nueva técnica de medida para la determinación del comportamiento no lineal de las cerámicas piezoeléctricas. Es una medida tipo Berlincourt, en la que se aplica un esfuerzo suficientemente intenso para producir efectos no lineales, y se analiza la respuesta no sólo en función de la amplitud del esfuerzo sino de su valor instantáneo. Con ello se realiza un tratamiento similar al realizado anteriormente en la medida de la constante dieléctrica. Previamente, se ha determinado la dependencia con el pre-esfuerzo aplicado y con el tiempo transcurrido desde su aplicación. Se observa el decrecimiento de d33 al aumentar el pre-esfuerzo TB. Se ha observado que el coeficiente d33 aumenta siempre linealmente con la amplitud, tanto en las cerámicas PZT comerciales blandas como en las duras, a diferencia de lo que ocurre con su comportamiento dieléctrico. La relación entre los coeficientes d33 imaginario y real en los materiales blandos es la esperada según el modelo de Rayleigh, pero no así en los duros. Mientras que en el caso dieléctrico los materiales duros presentan una dependencia fuerte y positiva con el campo instantáneo aplicado, en este caso la dependencia con el esfuerzo instantáneo es muy pequeña. El estudio se complementa con la dependencia de la constante dieléctrica no lineal con el pre-esfuerzo aplicado

Este artículo describe la preparación y respuesta electroquímica de electrodos de carbono autosoportados preparados mediante colado en cinta. La conductividad eléctrica en corriente continua de este nuevo tipo de electrodos de carbono se ha determinado usando el método de cuatro puntas y se ha establecido una relación ente la relación grafito/aditivos orgánicos y la conductividad eléctrica. La aplicación de estos electrodos autosoportados como electrodos de trabajo en diversas técnicas electroanalíticas también se ha evaluado, empleando norepinefrina como analito en voltametría cíclica y en cronoamperometría. Los resultados se compararon con los obtenidos empleando los electrodos de pasta de carbono tradicionales como electrodos de trabajo, viéndose que la señal de los nuevos electrodos autosoportados poseía menor ruido de fondo y mayor respuesta analítica.

El mecanismo del color en el azul de los pigmentos cerámicos V- ZrSiO4 y amarillo de Pr- ZrSiO4 cuyos tinos dependen mucho de la presencia de fluoruros así como del método de preparación esta controvertido en la literatura. La impedancia compleja se ha utilizado como una herramienta útil para diferenciar los materiales en función del método de síntesis, la microestructura y el color con el fin de profundizar en la resolución de las controversias. Se han preparado muestras representativas de ambos sistemas dopados mediante diferentes métodos de síntesis cerámico y sol-gel que se han estudiado por análisis de impedancia compleja. El circón dopado con vanadio aumenta su resistividad y sus energía de activación con referencia a la muestra no dopada y la muestra turquesa obtenida por adición de NaF presenta  la mayor resistividad. Las muestras dopadas con praseodimio disminuyen la energía de activación y la conductividad respecto de la muestra no dopada. Este comportamiento está de acuerdo con la presencia de vacantes catiónicas en las muestras verdes de vanadio-circón asociadas a la coexistencia de V4+ y V5+ en las muestras y de inclusiones de óxido de praseodimio en el pigmento amarillo de Pr- ZrSiO4.

Hemos utilizado un Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM) comercial y un Microscopio Óptico de Campo Cercano (SNOM) semi-casero para caracterizar eléctrica, óptica y topográficamente las paredes de dominio presentes entre los dominios ferroeléctricos naturales de un cristal de KNbO3. Las medidas de AFM las hemos realizado con una punta recubierta con metal, para detectar las fuerzas electrostáticas entre los campos de polarización de la superficie ferroeléctrica y la punta. Además, hemos aplicado campos eléctricos externos entre la superficie de la muestra y la punta, de manera que se pueda variar la fuerza electrostática en relación a las fuerzas atómicas. En imágenes de transmisión óptica, bajo condiciones de campo cercano, observamos un claro contraste de la señal en las fronteras entre los dominios ferroeléctricos con polarización espontánea a 180º, mientras que las imágenes de topografía muestran una superficie prácticamente plana. Las técnicas de microscopía de prueba usadas en este trabajo se revelan muy valiosas para la investigación de materiales ferroeléctricos y, en particular, para la caracterización de sus dominios y paredes de dominio, puesto que no es necesario preparar ni dañar la superficie de la muestra para ser investigada.

Hemos desarrollado un Microscopio Óptico de Campo Cercano (SNOM) que es capaz de adquirir una señal óptica, al mismo tiempo que la topografía, basado en un sensor de fuerza lateral comercial. Con este microscopio hemos medido la transmisión óptica en campo cercano, así como la topografía, de un cristal de RbTiOPO4, que exhibe dos tipos de dominios ferroeléctricos macroscópicos. Previamente, la muestra había sido sometida a un ataque químico selectivo, con el que se pueden distinguir dos zonas diferentes, una con una rugosidad apreciable (C-) y otra con aspecto perfectamente plano (C+), aspecto que tenía la superficie antes del ataque. Hemos comparado las imágenes de topografía del SNOM con otras tomadas usando un Microscopio de Fuerzas Atómicas, con mayor resolución espacial. Los cambios observados en las medidas de transmisión son debidos a dos tipos de efectos: i) las variaciones en la constante dieléctrica en las paredes de dominios y sus cercanías; ii) la dispersión de luz, dependiente de la longitud de onda, en los granos de la cara C-. Por último, hemos determinado los ángulos que forman las paredes de dominios invertidos, que resultan ser mayores de 90º y bastante cercanos a 135º, en promedio, tal y como se podría esperar, debido a la combinación de las direcciones [1 1 0], [-1 1 0], [1 0 0] y [0 1 0] de la estructura ortorrómbica.

Se han preparado precursores de tipo vítreo en forma de cilindro con composiciones nominales Bi2-xPbxSr2CaCu2Oy, con x = 0, 0.2, 0.4 y 0.6. Estos cilindros se han utilizado como precursores para fabricar barras texturadas por medio de una técnica de fusión zonal inducida por láser (LFZ). Estas barras texturadas se recocieron a diferentes temperaturas y se caracterizaron eléctricamente. Además, se examinó su microestructura para correlacionarla con las propiedades eléctricas medidas. La variación de la transición del estado superconductor al normal se ha relacionado con el dopaje con Pb a través de las curvas E-I. Las mejores transiciones se han obtenido para muestras dopadas con 0.4 Pb..

Se ha estudiado la coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga en óxidos cerámicos del tipo Bi1-xSrxMnO3 con x<<0.5. Bi0.75Sr0.25MnO3 (x =2/8) presenta una transición estructural y electrónica a TCO~600 K que da lugar a nueva fase de orden de carga con simetría promedio Ibmm y una supercelda que dobla los ejes a y c . BiMnO3 (multiferroico) es ferromagnético por debajo de TC=105 K. Se han utilizado técnicas magnéticas y de difracción para investigar si la persistencia de ferromagnetismo en las medidas magnéticas hasta x≤0.4 puede ser el resultado de una dilución progresiva de la fase ferromagnètica del compuesto monoclínico puro. La estructura magnética en Bi0.75Sr0.25MnO3 es globalmente antiferromagnètica, descartando la aparición de ferromagnetismo espontáneo. Sin embargo, la respuesta al campo magnético es inusual: se observa un canting continuado y progresivo de los momentos desde campos muy pequeños hasta la saturación ferromagnètica, sin signos de la fusión del orden de carga con campos de hasta 30 Teslas. La coexistencia de ferromagnetismo y orden de carga es una propiedad remarcable de estos óxidos.