EXPERIM3-Practicas

Prácticas Disponibles

• Difracción de electrones
• EPR: Resonancia paramagnética electrónica
• Ferroelectricidad en KDP
• Frenamiento de partículas alfa en gases
• Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson
• Magnetismo: magnetómetro Foner
• Transporte en superconductores
• Desarrollo de dipositivos microelectrónicos

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

EPR: Resonancia paramagnética electrónica

Elin completa acá lo de EPR

Ferroelectricidad en KDP

Se estudia la transición ferroeléctrica (FE) y generación de dominios FE del KH₂PO₄, 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

Mediciones primarias de temperatura usando ruido Johnson

A partir de la reciente redefinición del Sistema Internacional de Unidades, es factible realizar “termometría primaria” mediante mediciones de la potencia de ruido eléctrico de una resistencia cualquiera termalizada a una temperatura T. Este tipo de medición se conoce como “termometría por ruido Johnson” e implican poder medir la varianza de una tensión extremadamente pequeña. La práctica implica el manejo de amplificadores lock-in y/o otro tipo de amplificadores, diseño criogénico y la implementación de estrategias adecuadas de medición de los parámetros relevantes.

• J. B. Johnson, Thermal Agitation of Electricity in Conductors, Phys. Rev. 32 (1928) 97.
• H. Nyquist, Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors, Phys. Rev. 32 (1928) 110.

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.

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

• S. Foner, "The vibrating sample magnetometer: Experiences of a volunteer", J. Appl. Phys. 79, 4740 (1996)

• A. Zieba and S. Foner, "Detection coil, sensitivity function, and sample geometry effects for vibrating sample magnetometers", Rev. Sci. Instrum. 53, 1344 (1982)

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

• S Blundell, Magnetism in Condensed Matter (Oxford University Press, U.K. 2003), Biblioteca.

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

Transporte en superconductores

Usaremos un criogenerador para cambiar la temperatura y medir resistencia en monocristales superconductores anisotrópicos en configuración de terminales múltiples.

Nos centraremos en el compuesto superconductor de alta temperatura crítica (SATC) Bi2Sr2CaCu2O8 que es el más anisotrópico de la familia de los SATC.

ver artículos de revisión de SATC

• http://article.sciencepublishinggroup.com/pdf/10.11648.j.ajpa.20150302.15.pdf

libros de superconductividad:

• Libro de M. Tinkham Introduction to superconductivity (2ed., MGH, 1996)(K)(T)(ISBN 0070648786)(472s)
• Libro de P. G. De Gennes Superconductivity of Metals and Alloys
• Libro de E.A. Lynton Superconductivity ~1964

RMN: Resonancia Magnetica Nuclear

Gonzalo completa acá lo de RMN

Desarrollo de dipositivos microelectrónicos

Martín completa acá lo de la practica

E-mail a la cátedra

---

Experimental III

Física Experimental

IB

CAB