Estudo cristalográfico dos compostos Cs2HgBr4 e Re6Se8Br3
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Nelson Gonçalves Fernandes
Oscar Nassif de Mesquita
Oscar Nassif de Mesquita
Resumo
Neste trabalho, cristais de Cs2HgBr4 e de Re6Se8Br3 foram estudados com técnicas de difração de raios-X. Em ambos os cristais, foram determinadas estruturas cristalinas bem como propriedades cristalográficas. O Re6Se8Br3 é um cristal semicondutor, cuja estrutura possui estreita relação com as fases da Chevrel supercondutoras em compostos com molibdênio. Este composto se cristaliza com clusters de Re6X8 definidos. Nestes clusters os 6 átomos de Re formam um octaedro inserido dentro de um “cubo” cujos vértices são ocupados pelos 8 átomos do tipo X. De maneira geral, compostos desta família veem sendo sintetizados e tendo suas estruturas determinadas em função do número e do tipo de átomos responsáveis pela ligação dos Clusters. O Cs2HgBr4 é um cristal da família A2BX4 que apresenta cinco fases estruturalmente distintas durante o resfriamento. Na fase de temperatura ambiente, o Cs2HgBr4 tem estrutura isomorfa ao β−K2SO4, que apresenta grupo de espaço Pnma. A Tc1=245K ocorre uma transição de fase estrutural de segunda ordem levando o cristal a uma fase incomensurável, na qual o vetor de modulação possui um valor constante igual a 0.165(2)a*1. A Tc2=232K ocorre uma transição de fase de primeira ordem (Lock-in) levando o cristal a uma fase comensurável geminada, sem mudança na periodicidade da rede, descrita pelo grupo de espaço P21/n. Uma transição de fase de segunda ordem a , com o eixo a2 duplicado em relação ao grupo anterior.
Abstract
In the present work Cs2HgBr4 and crystals have been studied by single crystal X-ray diffraction. Crystal structures and crystallographic properties were investigated. Re6 Se8 Br3 is a semiconductor crystal. Its structure is very close to the Chevrel phases presented specially in Mo compounds. These compounds crystallize with well-defined Re6Se8 cluster, in which the Re atoms are placed in an octahedron vertices. In some cases, the Re octahedron lies inside a cube whose corners are occupied by atoms X. In the systems Re6XiYj, several compounds have been synthesized and structures have been determined for different types and number of inter-cluster atoms. Cs2HgBr4 is a compound in the well-known A2BX4 family, which presents five different structural phases between room temperature and 85 K. Its room temperature phase is isomorphous with β-K2SO4 (orthorhombic space group Pnma). At Tc1 =245 K a second order structural phase transition takes place: an incommensurate phase with invariant modulation vector (q = 0.165(2)a⋆1) appears. At Tc2=232 K a Lock-in phase with no superstructure is observed; this structure is better described by a P21/n space group with twinned domains. At Tc3=167 K a second order transition brings the crystal to the P ̄1 space group and at Tc4=85 K, a symmetry.
Assunto
Cristalografia, Difração de raios X, Cristais incomensuráveis
Palavras-chave
Cristalografia, Difração de raios X, Cristais incomensuráveis