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COMPUESTOS ABO3 Y A2X3 EN CONDICIONES EXTREMAS DE PRESION Y TEMPERATURA

Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada

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Año de inicio

2016

Organismo financiador

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

Tipo de proyecto

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Responsable científico

Manjón Herrera Francisco Javier

Resumen

Los óxidos metálicos de la familia ABO3 (incluidos los sesquióxidos A2O3) son materiales que se usan en una gran variedad de aplicaciones debido a sus excepcionales propiedades, entre las que destacan su alta estabilidad química, mecánica y térmica. Muchos de estos compuestos son interesantes desde un punto de vista fundamental en Física y Química del Estado Sólido y en Ciencias de Materiales y Ciencias de la Tierra, y todos ellos tienen un marcado interés tecnológico por sus aplicaciones en Optoelectronica y Fotónica. Las aplicaciones más sobresalientes de los compuestos ABO3 son: fósforos, cristales activos láser, detectores de rayos X, fotodetectores, fotocatalizadores, lámparas fluorescentes libres de Hg, recubrimientos, materiales ultraduros o endurecedores de materiales cerámicos, y óxidos transparentes conductores (TCOs) en dispositivos de pantallas táctiles y de plasma y en células solares. En las últimas décadas, la carrera por la miniaturización de los dispositivos y su traslado del laboratorio al campo de trabajo o a la línea de producción industrial, así como la búsqueda de nuevas propiedades en materiales conocidos, ha motivado numerosos estudios en nanoestructuras de óxidos metálicos. En este sentido, la presión es una magnitud termodinámica cuya variación es muy importante para caracterizar materiales (bulk y nano) porque permite un preciso control sobre las distancias interatómicas lo que permite cambiar el carácter de las fuerzas interatómicas y estudiar su efecto sobre las propiedades de los materiales. Es más, el uso de altas presiones, a veces en combinación con altas o bajas temperaturas, permite sintetizar nuevas fases de materiales con propiedades completamente diferentes de las de los materiales estables a presión ambiente. Muchas de estas nuevas fases son metaestables a presión ambiente lo que puede dar lugar a nuevos avances tecnológicos. El presente proyecto es una continuación del proyecto previo en el que se abordó la caracterización de las propiedades estructurales, vibracionales, ópticas y eléctricas de óxidos metálicos de la familia ABO3 (en volumen y nanopartículas) en condiciones extremas de presión y temperatura con la finalidad de entender y optimizar sus propiedades de cara a su aplicación en dispositivos optoelectrónicos y fotónicos. En el presente proyecto, pretendemos ampliar los objetivos del proyecto anterior añadiendo una nueva familia de compuestos ABO3 y la familia de compuestos relacionados A2X3, así como abordar la caracterización de las propiedades elásticas y mecánicas que no son accesibles con las técnicas disponibles actualmente en nuestro laboratorio ni en ningún otro en España. Para ello acometeremos la instalación de una novedosa técnica óptica de tipo pump-probe de generación de ultrasonidos en la escala de GHz que permitirá estudiar muestras de grosor micrométrico como las que estudiamos en el interior de las celdas de yunques de diamantes en estudios a altas presiones. La investigación en los compuestos ABO3 y en la de compuestos relacionados, como los sesquicalcogenuros A2X3 (X=S,Se,Te), es indispensable para el entendimiento de la relación propiedades-estructura-composición de estos materiales de cara a la optimización de sus excepcionales propiedades y permitirá avanzar en la dirección de la Economía Circular que se pretende implantar en la Unión Europea en los próximos decenios y que contribuirá a frenar el Cambio Climático.