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Tipo: Tese
Título: Estudo das propriedades vibracionais das perovskitas híbridas de azida
Autor(es): Hora, Renata Rodrigues da
Orientador: Paschoal, Carlos William de Araújo
Palavras-chave em português: Perovskitas híbridas;Espectroscopia Raman;Coeficiente barocalórico
Palavras-chave em inglês: Hybrid perovskites;Raman spectroscopy;Barocaloric coefficient
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Data do documento: 2026
Citação: HORA, Renata Rodrigues da. Estudo das propriedades vibracionais das perovskitas híbridas de azida. Tese (Doutorado em Física: Física da Matéria Condensada) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: Recentemente, os compostos híbridos orgânico-inorgânicos do tipo perovskita têm despertado grande interesse devido à sua versatilidade estrutural, que permite a manifestação de diversas propriedades físicas interessantes para a aplicação em dispositivos. Esses materiais exibem uma ampla gama de funcionalidades, incluindo propriedades fotovoltaicas, ferroelétricas e multiferróicas. Nesta tese, utilizamos o método de evaporação lenta para a obtenção de três compostos híbridos do tipo perovskita, [(CH3)3N][Mn(N3)3] (TrMAMnN3), [(CH3)2NH][Mn(N3)3] (DMAMnN3), [(CH3)2NH]2[CoNa(N3)6] cujas propriedades estruturais, térmicas e vibracionais foram investigadas em função da temperatura. No caso do composto [(CH3)3NH][Mn(N3)3], analisamos detalhadamente o número de onda e a largura à meia altura (FWHM ) de modos de rede e modos internos do esqueleto NC3, grupos moleculares N3– e CH3. Em geral, os modos exibiram comportamento incomum durante as transições de fase, incluindo descontinuidade no número de onda dos fônons, largura de banda e mudanças não convencionais devido a variação de temperatura. Além disso, usamos calorimetria diferencial de varredura (DSC) para confirmar uma sutil transição de fase monoclínica para monoclínica (P21/c →C2/c) em torno de 330 K; e a transição de fase para estrutura trigonal (R3-m) acima de 359 K, cuja variação de entropia associada passa a ser |ΔS| ~ 22.3 J·kg-1 K-1 e exibe um coeficiente barocalórico (BC) |δTt/δP| ~ 3,17 K kbar-1. Já para o DMAMnN₃, foi identificada uma transição estrutural de primeira ordem da fase ortorrômbica (Cmca) para a monoclínica (P2₁), com variação de entropia de ~37,2 J·kg⁻¹·K⁻¹ e coeficiente barocalórico de ~2,94 K·kbar⁻¹, em concordância com o método de Clausius-Clapeyron. Os espectros de refletividade de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) à temperatura ambiente identificaram fônons polares e seus coeficientes de amortecimento. Contribuições mínimas do modo DMA+ foram observadas na constante dielétrica intrínseca (~4,3). Foi observada uma anomalia em ~85 K indicando uma transição do estado paramagnético para o antiferromagnético (PM-AFM). Finalmente, apresentamos um novo composto através da síntese de evaporação lenta [(CH3)2NH]2[CoNa(N3)6], onde através de medidas de DRX de monocristal a estrutura do material foi resolvida, mostrando que até 100 K a estrutura não apresenta transição de fase estrutural. Também foi obtido o espectro Raman à temperatura ambiente onde foi feita a atribuição dos modos.
Abstract: Recently, perovskite-type organic-inorganic hybrid compounds have attracted considerable interest due to their structural versatility, which allows for the manifestation of various interesting physical properties for application in devices. These materials exhibit a wide range of functionalities, including photovoltaic, ferroelectric, and multiferroic properties. In this thesis, we used the slow evaporation method to obtain three perovskite-type hybrid compounds, [(CH3)3N][Mn(N3)3] (TrMAMnN3), [(CH3)2NH][Mn(N3)3] (DMAMnN3), [(CH3)2NH]2[CoNa(N3)6], whose structural, thermal, and vibrational properties were investigated as a function of temperature. In the case of the compound [(CH3)3NH][Mn(N3)3], we analyzed in detail the wavenumber and full-width half-height (FWHM) of lattice modes and internal modes of the NC3 skeleton, N3– and CH3 molecular groups. In general, the modes exhibited unusual behavior during phase transitions, including discontinuity in phonon wavenumber, bandwidth, and unconventional changes due to temperature variation. Furthermore, we used differential scanning calorimetry (DSC) to confirm a subtle monoclinic-to-monoclinic phase transition (P21/c →C2/c) around 330 K; and the phase transition to trigonal structure (R m) above 359 K, whose associated entropy variation becomes |ΔS| ~ 22.3 J·kg⁻¹ K⁻¹ and exhibits a barocaloric coefficient (BC) |δTt/δP| ~ 3.17 K kbar⁻¹. For DMAMnN₃, a first-order structural transition from the orthorhombic phase (Cmca) to the monoclinic phase (P2₁) was identified, with an entropy variation of ~37.2 J·kg⁻¹·K⁻¹ and a barocaloric coefficient of ~2.94 K·kbar⁻¹, in agreement with the Clausius-Clapeyron method. Room-temperature Fourier transform infrared (FTIR) reflectivity spectra identified polar phonons and their damping coefficients. Minimal contributions from the DMA+ mode were observed in the intrinsic dielectric constant (~4.3). An anomaly was observed at ~85 K, indicating a transition from the paramagnetic to the antiferromagnetic state (PM-AFM). Finally, we present a new compound obtained through the slow evaporation synthesis [(CH3)2NH]2[CoNa(N3)6], where single-crystal XRD measurements resolved the material's structure, showing that up to 100 K the structure does not exhibit a structural phase transition. A room-temperature Raman spectrum was also obtained, and mode assignment was performed.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85588
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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