Distribuição de cátions em estruturas tipo espinélio

Estruturas tipo espinélio, como ferritas de níquel, cobalto, cromo, etc… são desafios interessantes para refinamentos com o método de Rietveld.

Os problemas estão nas medidas.

Normalmente são realizadas com anodo de cobre e para essa energia Fe, Co, Ni, são praticamente idênticos. Assim, como não é possível diferenciar entre eles o refinamento do fator de ocupação para se determinar a distribuição dos cátions nos sítios tetraédricos e octaédricos não é bem-sucedido.

Encontrar uma fonte de energia correta, em que o espalhamento atômico apresente um contraste significativo também é difícil. Na verdade, encontrar a fonte não é difícil. O LNLS, em Campinas, é o lugar certo, mas para poder realizar as medidas deve-se submeter projetos e esperar que seja aprovado para então realizar as medidas ente 6 a 8 meses depois.

Energias adequadas são aquelas em que o espalhamento ressonante (espalhamento anômalo) fazem com que a absorção para determinados elementos seja muito maior que o dos outros átomos. Por exemplo, podemos alterar o fator de espalhamento do Fe realizando medidas na borda de absorção do Fe. Ou realizar medidas na borda de absorção do Ni para que ele seja diferenciado. No LNLS pode-se escolher a energia desejada para as medições.

Os contrastes podem ser observados a partir da página 13 no texto de Carlos O. Paiva-Santos Aplicações do método de Rietveld (2.1.1 Fator de estrutura) e de forma mais detalhada na dissertação de mestrado de Selma Gutierrez Antonio a partir da página 26 (3.2.2 Fator de estrutura).

No curso online de método de Rietveld (aqui e aqui) tem um tutorial com o pacote EXPGUI+GSAS (aqui e aqui), mostrando passo a passo como realizar o refinamento considerando o espalhamento ressonante e as constraints necessárias para determinar a distribuição de Ni e Fe na ferrita de níquel. Os dados foram obtidos no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron em torno de 2005, nas bordas de absorção do Fe e do Cr. Não seria necessárias medidas na borda do Cr, mas esses dados foram incluídos nesse tutorial por questões didáticas.

Veja no curso e questões podem ser enviadas para labcacc@gmail.com, aos cuidados de Carlos O. Paiva-Santos.

 


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