Estrutura, dinâmica e transições de fase do arseniato de betaína

Abstract

Neste trabalho apresentamos um estudo experimental relativo à sequência de transições de fase no arseniato de betaína (BA) e nos compostos parcial e fortemente deuterados (BA1-xDBAx), focando principalmente a estrutura das fases e a dinâmica dos processos envolvidos. Neste estudo foram utilizadas técnicas de difracção de raios X, de espectroscopia vibracional e técnicas macroscópicas de caracterização das propriedades dieléctricas. Os resultados apresentados nesta tese permitem clarificar alguns dos aspectos controversos do comportamento crítico do sistema BA1-xDBAx, em particular conhecer a contribuição das pontes de hidrogénio, das moléculas de betaína e dos iões arseniato nos mecanismos responsáveis pela sequência de transições de fase a baixas temperaturas. O estudo estrutural realizado a baixas temperaturas mostra claramente a existência de duas transições de fase no arseniato de betaína, que ocorrem a 119 K e a 107 K. O comportamento da intensidade dos picos de Bragg utilizados para o estudo das regras de extinção no BA, indica que a 150 K começam a observar-se pequenas deformações ou reorientações das suas unidades moleculares, que constituem uma manifestação de efeitos precursores das transições de fase a baixas temperaturas. Embora de um modo indirecto, alguns resultados experimentais apontam para a existência de agregados polares abaixo de 150 K. O comportamento em temperatura do modo relaxacional observado nos espectros de difusão Raman e de reflectividade no infravermelho indicam que a transição de fase a 119 K é predominantemente do tipo ordem-desordem, associada à ordenação dos protões nas pontes de hidrogénio mais fortes. Contudo, há evidências para que a transição de fase a 119 K tenha também um pequeno caracter de deslocamento, sem que no entanto tivesse sido detectado um modo mole. A transição de fase a 107 K parece estar associada a pequenas deformações da molécula de arseniato de betaína. A polarização espontânea é nula na direcção a, pelo que ...