EXPERIM3-Practicas

Prácticas Disponibles

• Difracción de electrones
• Ferroelectricidad en KDP
• Frenamiento de partículas alfa en gases
• Helio 4 superfluido
• Magnetismo: magnetómetro Foner
• Resistividad de óxidos no estequiométricos

Difracción de electrones

Se realizan experimentos de interacción de partículas atómicas (electrones e iones) con superficies. Se estudian fenómenos de dispersión elástica e inelástica en el rango de energía de algunos eV hasta 10 keV. Se discuten fenómenos de difracción de electrones en superficies cristalinas, la excitación de plasmones, de electrones Auger y los mecanismos de pérdida de energía de iones en materiales. Se manejan técnicas de ultra alto vacío, de detección de electrones, de iones, técnicas de tiempo de vuelo, cañones de electrones y de iones.

• L.C. Davisson y L.H. Germer, Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel, Phys. Rev. 30 (1927) 705.
• D.P. Woodruff y T.A. Delchar, Modern Techniques of Surface Science (2da Edición, Cambridge University Press, Cambridge, 1994), Biblioteca

Ferroelectricidad en KDP

Se estudia la transición ferroeléctrica (FE) y generación de dominios FE del KH₂PO₄, más conocido como KDP, a 123K mediante mediciones de constantes dieléctricas y pérdidas dieléctricas, variando la frecuencia entre 1-200kHz, en función de la temperatura absoluta. Los monocristales estudiados son sintetizados en el laboratorio a partir de su solución acuosa.

• Y.N. Huang et at, Domain freezing in potassium dihydrogen phosphate, triglycine sulfate, and CuAlZnNi, Phys. Rev. B 55 (1997) 16159.

Frenamiento de partículas alfa en gases

Se estudia el frenamiento de partículas alfa y beta en gases. Se caracteriza el funcionamiento de los detectores de barrera de superficie en función de la polarización, la temperatura, las capacidades de los cables y de las etapas de preamplificación. Se utiliza electrónica típica de física espacial.

• A. Poskus, Energy loss of alpha particles in gases, Documento.
• G.F. Knoll, Radiation detection and measurement (4ta Edición, Wiley, Hoboken, 2010), Biblioteca

Helio 4 superfluido

El Helio es un elemento muy particular: a medida que se lo enfría, a presión atmosférica, se lo logra licuar a 4,2 K pero no se logra solidificarlo. Lo que se observa, en cambio, es una transición entre dos fases fluidas distintas: una fase "normal" de alta temperatura y una fase "superfluida" a temperaturas inferiores a 2,17 K. En esta práctica se propone explorar, mediante distintos experimentos, algunas de las manifestaciones notables de la fase superfluida, como son la posibilidad de generar ondas de calor (segundo sonido), las ausencia de viscosidad y el efecto termomecánico (efecto fuente).

• V.P. Peshkov, Second sound in Helium II, Soviet Phys. JETP 11 (1960) 580.
• C.T. Lane, H.A. Fairbank y W.M. Fairbank, Second sound in Liquid Helium II, Phys. Rev. 71 (1947) 600.
• M.L. Amigó et al., A quantitative experiment on the fountain effect in superfluid helium, Eur. J. Phys. 38 (2017) 055103.

Magnetismo: magnetómetro Foner

Esta práctica se realiza en torno a un equipo conocido como "Magnetómetro de Muestra Vibrante" (VSM), originalmente desarrollado por S. Foner en los años 1950. Permite medir la magnetización neta M de un material en función del campo magnético y la temperatura. Se pueden realizar experimentos en los cuales se mide la magnetización en distintas condiciones, a temperatura constante variando el campo magnético (ciclos de histéresis); con campo magnético constante y variando la temperatura, o simplemente fijando la temperatura y el campo y midiendo como varía la magnetización en el tiempo (relajación magnética). Estos experimentos permiten caracterizar y estudiar en detalle materiales que presentan distinto tipo de respuesta: Paramagnetismo, Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo, Ferrimagnetismo y Helimagnetismo. Adicionalmente, se pueden estudiar los efectos que tiene cambiar la forma de la muestra y la presencia de anisotropías. También se pueden explorar diferentes cantidades termodinámicas de relevancia como la entropía magnética y estudiar las transiciones de fase en el marco de modelos de campo medio.

Algunos de los materiales estudiados en los últimos años fueron el gadolinio metálico (Gd), disprosio metálico (Dy), óxido de gadolinio (Gd₂O₃) y manganitas de la familia La_1-xCa_xMnO₃.

• PDF presentación.

• S. Foner, Versatile and Sensitive Vibrating-Sample Magnetometer, Rev. Sci. Instrum. 30 (1959) 548.

• J.M.D Coey, Magnetism and Magnetic Materials (Cambridge University Press, Cambridge, 2010), Biblioteca.

• B.D Cullity y C.D. Graham, Introduction to Magnetic Materials (2da Edición, IEEE/Wiley, Hoboken, 2009), Biblioteca.

Resistividad de óxidos no estequiométricos

Se analiza la transición de fases ortorrómbica-tetragonal en el compuesto YBa₂Cu₃O_(7-x) (cerámico superconductor de alta temperatura Tc= 92K sintetizado en el laboratorio), mediante mediciones de resistividad en el rango de temperaturas 550-700°C en atmósferas de presión parcial de oxígeno entre 0,02 atm y 1 atm (regulada mediante mezclas de O₂ y Ar).

• A.T. Fiory et al, Effect of oxygen desorption on electrical transport in YBa₂Cu₃O_(7-d), Phys. Rev. B 36 (1987) 7262.

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