Orientador: Olegario Ferreira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Alguns compostos de terras raras de Ce e Sm apresentam, por efeitos externos como pressão e temperatura, ou internos, como introdução de íons substitucionais, duas configurações eletrônicas com probabilidade de ocupação comparáveis. A esse fenômeno denomina-se de valência intermediária...

Resumo: Alguns compostos de terras raras de Ce e Sm apresentam, por efeitos externos como pressão e temperatura, ou internos, como introdução de íons substitucionais, duas configurações eletrônicas com probabilidade de ocupação comparáveis. A esse fenômeno denomina-se de valência intermediária (V.I.). Propriedades físicas como suscetibilidade magnética, expansão térmica, calor específico, constante elástica podem ter seu comportamento alterado devido à V.I.
Estudamos a contribuição da valência intermediaria no comportamento elástico do composto policristalino CePd3.
Medimos as constantes elásticas longitudinal e transversal de CePd3 e LaPd3 (composto de referência) no intervalo de temperatura entre 4,2 e 300 K, através de técnicas de ultra-som, empregando o método de superposição de ecos. Calculamos o módulo de elasticidade dos compostos e a sua variação.
Propomos um modelo simples de dois níveis incluindo a valência intermediária onde a hibridização e simulada por uma temperatura efetiva TS incluída na função de partição. Escrevemos a função de partição para CePd3 e LaPd3, derivamos e encontramos a variação do módulo de elasticidade em função da temperatura.
Os dados teóricos e experimentais são comparados através de ajuste numérico empregando o método de mínimos quadrados onde obtemos parâmetros como variação de energia, parâmetro de Gruneisen e temperatura TS

Abstract: In rare earth systems involving Ce and Sm, the 4fn5dx6s2 (where x = 0 or 1) and the 4fn-15dx+16s2 configurations are energetically found to be near each other and can be inverted by externally applied or internally generated constraints. The external constraints are usually pressure and/or...

Abstract: In rare earth systems involving Ce and Sm, the 4fn5dx6s2 (where x = 0 or 1) and the 4fn-15dx+16s2 configurations are energetically found to be near each other and can be inverted by externally applied or internally generated constraints. The external constraints are usually pressure and/or temperature and the internal one is due to the substitution of trivalent rare earth ion, or a transition-metal ion of higher valence, into the host lattice.
An interesting aspect of valence change is the nonintegral valence state, which has the special name of Interconfiguration Fluctuation (ICF) .
Physical properties like magnetic susceptibility, thermal expansion and elastic constant may change due to ICF.
We studied the contribution of ICF in the bulk modulus of polycrystalline CePd3. We measured the longitudinal and transverse elastic constants of CePd3 and LaPd3 (reference compound) between 4,2 K and 300 K by ultrasonic techniques, using the pulse superposition method. We calculated the bulk modulus of the compounds and its respective variation. We proposed a simple model of two levels, containing ICF, where the hybridization was simulated by an effective temperature TS, introduced in the partition function.

We calculated also the compound partition functions, whose derivatives give the bulk modulus variation as a function of the temperature.
The theoretical and experimental results were fitted by the least square method, and the energy variation, Gruneisen parameter and TS were obtained.