Orientador: Gilberto de Matos Gualberto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Foram preparadas amostras de Compostos de Grafite Intercalados (CGI) com os intercalantes aceitadores FeCl3 e ZnCl2, tendo como hospedeiro, grafite pirolítico altamente orientado(HOPO). Os difratogramas de raio-X revelam importantes informações estruturais, tais como, a distância repetida...

Resumo: Foram preparadas amostras de Compostos de Grafite Intercalados (CGI) com os intercalantes aceitadores FeCl3 e ZnCl2, tendo como hospedeiro, grafite pirolítico altamente orientado(HOPO). Os difratogramas de raio-X revelam importantes informações estruturais, tais como, a distância repetida entre as camadas intercaladas e o estágio n do composto. Os resultados da difração de raio- X, junto com os valores de Ic para a reflexão de máxima intensidade, foram usados como método de identificação dos CGI-FeCl3, n = 1,2,3,4,5,6 e 11 e ainda dos CGI-ZnCl2, n=4 e 5. Medidas de resistividade elétrica no eixo-c nos CGI-FeC13, estágios 1-6 e 11, e no CGI-ZnCl2 n=4, realizadas em função da temperatura entre 4.2 e 300K, revelam os seguintes aspectos: A resistividade de todos os compostos é maior do que aquela do HOPO. Uma dependência inteirament metálica é observada para os estágios 1-4 do CGI-FeCl3. Estágios mais altos do CGI-FeCl3, 5-6, e o composto de ZnCl2, mostram essa dependência apenas em altas temperaturas; quando a temperatura decresce, observa-se uma passagem para uma dependência ativada da resistividade. Propõe-se que a condução no eixo-c, se dá através de mecanismos de "Hopping" ativados por fonons e impurezas. Uma transição do tipo ordem-desordem foi observada para os dois compostos. No CGI-FeCl3, a transição acompanhada de uma histories característica de um processo irreversível em 120 £ T £ 160K. Medidas de magnetoresistência transversa mostram que na região de baixos campos, a sua dependência com o campo magnético difere substancialmente, daquela prevista pelo modelo de bandas. 0 valor da magnetoresistência para o CGI-FeCl3 varia com o estágio e possui um mínimo para n=5. Oscilações na magnetoresistência também foram encontradas para o mesmo composto. Este comportamento complexo baseia-se na influência do campo magnético e da temperatura nas flutuações de magnetização produzidas por Impurezas e deslocações, por polarização de spins e pela concentração de portadores

Abstract: Samples of Intercalation Graphite Compounds (GIC) were prepared using Highly Oriented Pyrolytic Graphite (HOPG) as a host material. X-ray diffractograms reveal important structural information, such as the repeated distance between the intercalated layers and the stage n. X-ray...

Abstract: Samples of Intercalation Graphite Compounds (GIC) were prepared using Highly Oriented Pyrolytic Graphite (HOPG) as a host material. X-ray diffractograms reveal important structural information, such as the repeated distance between the intercalated layers and the stage n. X-ray diffraction, together with the Ic values for the reflection with maximum intensity were used as a method for stage identification of the acceptors GIC-FeCl3, n = 1,2,3,4,5,6 and 11, and also GIC-ZnCl2, n = 4 and 5. C-axis Electrical resistivity measurements for GIC-FeCl3, stages 1-6 and 11, and for GIC-ZnCl2, 4-stagged, as the temperature changes in the 4.2 and 300K range, show the following the resistivity of the compounds is larger than that of HOPG. An entirely metallic temperature dependence is observed for stages 1-4 GIC-FeCl3. GIC-FeCl3 higher stages and GIC-ZnCl2, show this behavior only at high temperature as the temperature decreases one observes a crossover to an activated dependence of the resistivity. The model for the fonon-assisted and impurity-assisted hopping conduction to account for the c-axis conduction. An order-disorder like transition is observed for both compounds. The GIC-FeCl3 transition is followed by a histeresis that characterizes an irreversible process for 120 £ T £ 160K. Transverse magnetoresistance measurements show that in the low field range, the magnetic field dependence is significantly different from a band-like dependence. Magnetoresistance values for GIC-FeCl3 show a minimum for n = 5. A magnetoresistance with an oscillatory behavior was observed for these compounds. An explanation of this complex behavior is based on the influence of magnetic field and temperature on the fluctuations of magnetization produced by impurities and dislocations, the spin-polarization of carriers, and the carrier concentration in the compound