Skip to content

Diffusione anelastica di neutroni da sistemi disordinati: vetri e xerogels di silice

Informazioni tesi

  Autore: Lorenzo Righetti
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1999-00
  Università: Università degli Studi di Trento
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Aldo Fontana
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 138

Le ricerche svolte sulle proprietà dei sistemi disordinati hanno stabilito numerose differenze rispetto ai corrispettivi cristallini.
Alcune di queste proprietà riguardano la dinamica vibrazionale a bassa energia e si manifestano nel calore specifico a bassa temperatura e nella conducibilità termica. Infatti per temperature 2K< T< 40K è presente un ''bump'' nel calore specifico, se riportato come Cp/T3 ( ).
Questo ''bump'' è attribuito ad un eccesso di stati a 2 meV - 10 meV , chiamato Boson Peak, tipico dei solidi disordinati.
Le vibrazioni di bassa energia responsabili del Boson Peak possono essere studiate principalmente con tre tecniche di diffusione: ''scattering'' di raggi X, di neutroni e della luce, caratterizzate da diversi intervalli d'energie e momenti trasferiti.
La diffusione della luce ha un'alta risoluzione dE = 24meV-240meV, può accedere ad un ampio intervallo d'energia, ma i momenti trasferiti sono piccoli.
La diffusione inelastica di raggi X può sondare un ampio intervallo d'energie e momenti trasferiti, ma ha una risoluzione ordini di grandezza inferiore (dE = 2meV ) a quella della luce.
La tecnica che si colloca tra le due appena descritte è la diffusione inelastica di neutroni, poiché permette la misura diretta dei ''piccoli'' trasferimenti d'energia, associati con le vibrazioni, con una risoluzione paragonabile a quella della diffusione della luce,( nella linea IN6 all'ILL si ha dE =50 meV - 170 meV).
L'utilità dei neutroni termici nello studio della materia sorge dal fatto che:
(a) la loro lunghezza d'onda è confrontabile con la separazione dei nuclei e quindi i neutroni termici mostreranno pronunciati effetti d'interferenza quando diffusi da sistemi atomici condensati,
(b) il cambio in energia, dovuto a processi di diffusione inelastica che coinvolgono la creazione e l'annichilazione delle eccitazioni nei materiali, è spesso dello stesso ordine di grandezza della loro energia iniziale,
(c) sono particelle neutre e riescono così a penetrare profondamente nella materia.
La diffusione inelastica di neutroni permette anche di misurare la densità di stati vibrazionali.
In questa tesi di laurea si è scelto d'utilizzare la diffusione inelastica di neutroni per studiare le dinamiche vibrazionali sia di due campioni di silice amorfa, Spectrosil ed Heralux, sia di sistemi porosi a base di silice, Xerogels.
La scelta di studiare due campioni di silice vetrosa, con diverse percentuali di legami OH è stata fatta per cercare di comprendere l'origine microscopica della loro differenza nel calore specifico (Cp/T3).
Un diverso calore specifico a basse temperature indica un diverso contributo di modi vibrazionali a basse frequenze.
Alcune differenze sono presenti anche negli spettri Raman, nei picchi legati ai difetti, nella banda di ''bending'' O - Si - O e nel Boson Peak.
Ciononostante, questi due sistemi presentano caratteristiche medie equivalenti quali velocità del suono, indice di rifrazione e densità.
Concentriamoci sulla zona a basse frequenze, intorno al Boson Peak, (w~47 cm-1, nella spettroscopia Raman)(2).
Ci si è chiesti se la differenza, in questa zona degli spettri Raman, fosse d'attribuire alla funzione d'accoppiamento luce - vibrazione e/o alla densità di stati vibrazionali.
Una risposta a questa domanda ci viene data dalla diffusione inelastica di neutroni.
Si è scelto d'utilizzare uno strumento che, operando con neutroni ''cold'' ( E < 10meV), permette la maggior risoluzione possibile alle frequenze del Boson Peak, cioè IN6.
Le misure hanno mostrato sia un eccesso di modi nella densità di stati vibrazionali sia una diversa forma spettrale, alle frequenze del Boson Peak, dello Spectrosil rispetto all'Heralux.
Il fatto che, nell'Heralux, sia la banda di ''bending'' O - Si - O che il Boson Peak siano meno intensi, più stretti e centrati ad una frequenza maggiore, fa supporre per lo Spectrosil una struttura più disordinata, in accordo con recenti modelli teorici (S. R. Elliott, Andalo 2001).
Avendo determinato l'intensità Raman diffusa e la densità di stati vibrazionali si è potuto calcolare la C(w), trovando che questa è praticamente identica nei due sistemi.
Importante è anche notare che a basse frequenze la funzione d'accoppiamento luce - vibrazione non segue il modello di Debye ( C(w)~w2), nell'intervallo di frequenze del Boson Peak, mostrando un andamento all'incirca lineare in w, all'origine della differenza fra gli spettri Raman e di neutroni. Sembra anche la C(w) tenda ad una costante quando la frequenza tende a zero. Questo risultato, abbastanza inaspettato, implicherebbe che nel limite di grandi lunghezze d'onda le vibrazioni nei vetri non siano onde piane pure, ma risentano ancora del disordine strutturale presente in questi sistemi.
Infine studiando i gels di silice con diverse densità si è capito che i pori non perturbano molto la dinamica di bassa energia.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
I Prefazione Le ricerche svolte sulle proprietà dei sistemi disordinati hanno stabilito numerose differenze rispetto ai corrispettivi cristallini. Alcune di queste proprietà riguardano la dinamica vibrazionale a bassa energia e si manifestano nel calore specifico a bassa temperatura e nella conducibilità termica. Infatti per temperature 2K< T< 40K è presente un “bump” nel calore specifico, se riportato come Cp/T3 (1). Questo “bump” è attribuito ad un eccesso di stati a 2 meV – 10 meV , chiamato Boson Peak tipico dei solidi disordinati. Le vibrazioni di bassa energia responsabili del Boson Peak possono essere studiate principalmente con tre tecniche di diffusione: “scattering” di raggi X, di neutroni e della luce, caratterizzate da diversi intervalli d’energie e momenti trasferiti. La diffusione della luce ha un’alta risoluzione δE = 24µeV-240µeV, può accedere ad un ampio intervallo d’energia, ma i momenti trasferiti sono piccoli. La diffusione inelastica di raggi X può sondare un ampio intervallo d’energie e momenti trasferiti, ma ha una risoluzione ordini di grandezza inferiore (δE = 2meV ) a quella della luce. La tecnica che si colloca tra le due appena descritte è la diffusione inelastica di neutroni, poiché permette la misura diretta dei “piccoli” trasferimenti d’energia, associati con le vibrazioni, con una risoluzione paragonabile a quella della diffusione della luce,( nella linea IN6 all’ILL si ha δE =50 µeV – 170 µeV). L’utilità dei neutroni termici nello studio della materia sorge dal fatto che: (a) la loro lunghezza d’onda è confrontabile con la separazione dei nuclei e quindi i neutroni termici mostreranno pronunciati effetti d’interferenza quando diffusi da sistemi atomici condensati, (b) il cambio in energia, dovuto a processi di diffusione inelastica che coinvolgono la creazione e l’annichilazione delle eccitazioni nei materiali, è spesso dello stesso ordine di grandezza della loro energia iniziale, (c) sono particelle neutre e riescono così a penetrare profondamente nella materia. 1 Si divide per T3 per evidenziare le differenze rispetto ai sistemi cristallini che seguono il modello di Debye. Il loro calore specifico va come T3.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

boson peak
density of state
glass
raman
scattering
silica
xerogels
fisica della materia
sistemi disordinati
diffusione di neutroni

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi