Absorção e dispersão de microondas em sistemas amorfos - Bergo, Paulo Victor Albuquerque (2005)
A dispersão e absorção das ondas eletromagnéticas que se propagam através de um material dielétrico podem ser medidas ao longo de uma ampla região do espectro que se estende desde a região de freqüências extremamente baixas até a região óptica incluindo as faixas das microondas, objeto de interesse do presente estudo. Dentre os dielétricos, incluem-se os materiais cristalinos e amorfos isolantes e semicondutores. Os vidros de composições (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') e 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\' onde x é a concentração (mol%) de óxido do metal de transição \'FE\' ou \'CO\' (\'M\'\'O\'), foram escolhidos para representar o comportamento das propriedades dielétricas dos vidros óxidos, tanto na região das freqüências mais baixas (0 - 100 MHz), como na faixa de microondas (2 - 30 GHz). Os íons de metais de transição, quando ocupam posições intersticiais da rede vítrea, como ocorre com os elementos modificadores alcalinos e alcalinoterrosos atuam como compensadores de carga junto às unidades estruturais tetraédricas eletricamente carregadas, formando dipolos permanentes locais, contribuindo para a constante dielétrica do vidro. A polarização desses dipolos, quando submetido ao campo elétrico oscilatório de uma onda eletromagnética, atinge valores maiores às freqüências mais baixas decrescendo gradualmente à medida que estas atingem a região de microondas. Um novo método alternativo foi desenvolvido para a medida da temperatura da transição vítrea (\'T IND. g\') utilizando técnicas de microondas. Mostramos que a posição da inflexão do gráfico da constante dielétrica em função da temperatura do vidro 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' medida em 9 GHz, na faixa de temperaturas em torno de \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C coincidiu com o valor da \'T IND. g\' deste vidro obtida por análise térmica diferencial (DTA). Outro método também foi desenvolvido para monitorar o resfriamento do vidro em função do tempo a partir do estado liquido até a solidificação, registrando o sinal de microondas refletido sobre o material vertido no interior de um guia de ondas. Pudemos observar, também, mudanças no espectro de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do vidro fosfato contendo níquel após ter sido irradiado com diferentes níveis de potência das microondas, por cerca de duas horas. Este efeito pode estar relacionado com mecanismos de acoplamento de spins paramagnéticos. Os espectros de transmissão de microondas das amostras de vidros fosfatos contendo diferentes concentrações de cobalto, bário, ferro e manganês, obtidos por meio de uma varredura de freqüências desde 7 até 13 GHz, mostraram a presença de uma intensa atenuação do sinal próximo de 9,7 GHz. Essa atenuação diminuiu conforme aumenta a concentração dos modificadores.