Danza estructural de cristales

2004/11/01 Andonegi Beristain, Garazi - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

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La palabra cristal es un término técnico, el hierro o el acero son cristales y el vidrio no. En concreto, la palabra cristal representa un material de estructura cristalina.

Los cristales, al igual que cualquier otro material, sufren cambios estructurales. Por ejemplo, si la temperatura sube mucho, pasan del estado sólido a líquido.

Pero hay cambios menos notorios, por ejemplo, en estado sólido. Estas se denominan transiciones de fase sólido-sólido y están producidas por cambios de temperatura o presión. Además, las propiedades eléctricas y magnéticas del cristal cambian con frecuencia en estas transiciones, por lo que son muy interesantes para la tecnología.

En Leioa estudian los cambios de fase sólido/sólido de los cristales. Para ello, han analizado un grupo de cristales, las dos perovskitas dobles. Sin embargo, antes de iniciar los estudios es necesario realizar un trabajo de cocina en el laboratorio, los perovskitas deben sintetizarse.

Síntesis de cristales en laboratorio

La síntesis de cristales no es un proceso fácil. Se mezclan y aplastan los polvos de los ingredientes y se estabilizan en el horno. Por ejemplo, por citar un método de síntesis, para obtener la perovskita Sr ₂ NiWO ₆ se deben mezclar los polvos de los _{compuestos SrCO 3 , NiO, y WO 3.} El resultado de la mezcla también es un polvo, polvo de perovskita.

Sin embargo, no siempre se consigue la perovskita deseada, por lo que este polvo de cristal debe ser caracterizado una vez sintetizado. Es decir, en nuestro ejemplo hay que asegurar que Sr ₂ NiWO ₆ es perovskita y no otra; o la propia perovskita, pero con ciertas impurezas.

Cuando finalmente se ha obtenido la perovskita, se aplican diferentes técnicas: difracción por rayos X, difracción de neutrones, radiación sincrotrón o espectroscopia Raman, etc. Con todos ellos se obtiene información de la estructura del cristal, calculando la ubicación de los elementos, su frecuencia de vibración, etc. Para ello, además, los investigadores tienen que viajar a Francia y Estados Unidos, donde no hay sincrotrones ni espectroscopías a presión Raman.

Estructura sólida versátil

Por tanto, la estructura sólida del cristal puede variar. ¿Pero cómo? Por ejemplo, si aumenta la presión, se aprieta la estructura y los átomos del cristal se encuentran más próximos entre sí. Esto puede provocar una aceleración de la frecuencia de vibración de los componentes. En un momento dado se rompe el equilibrio y se modifica la disposición de los componentes, se produce una transición de fase sólido/sólido.

Recordemos que muchas veces, entre otras cosas, se modifican las características eléctricas y/o magnéticas del cristal, por lo que a una temperatura determinada, como la conductividad del cristal, puede aumentar. De hecho, en Leioa se está trabajando en la determinación de las presiones o temperaturas a las que se producen estas transiciones sólido-sólido, como ya se ha indicado, con perovskitas.

• Título del proyecto Caracterización de
  transiciones de fase y fases en doble perovskita.
• Objetivo Análisis de
  las transiciones de fase y caracterización de las fases que se producen en las familias de varias perovskitas dobles que son óxidos.
• Director
  Josu M. Igartua Aldamiz.
• Equipo de trabajo
  UPV: J.M. Igartua, M. Insausti.
  Universidad de Michigan: M. Gateshki.
  Universidad Florida International: B. Manoun.
• Departamento
  Departamento de Física Aplicada II.
• Facultad
  de Ciencias y Tecnología.