Propiedades térmicas de un cristal dieléctrico ternario a bajas temperaturas

R. Rodríguez-Mijangos*, G. Moroyoqui-Estrella^a, G. Vázquez-Polo^b y R. Pérez-Salas

^a Centro de Investigación en Física, Universidad de Sonora, Apartado Postal 5-88, 83190, Hermosillo, Sonora, México

^b Posgrado en Física, Universidad de Sonora, Rosales y Luis Encinas, 83000, Hermosillo, Sonora, México

^c Dirección permanente: Instituto de Física, UNAM, Apartado Postal 20-364, México, D.F., México

Recibido el 28 de mayo de 2004;
aceptado el 7 de julio de 2004

Resumen

Usando argumentos simples basados en principios básicos de la física térmica, estudiamos el comportamiento de la capacidad calorífica y la energía libre de Helmholtz de halogenuros alcalinos cristalinos mixtos ternarios. Para la capacidad calorífica es considerada la posibilidad de la contribución de los centros F en muestras coloreadas, haciendo un simple cálculo, encontrando que es despreciable. Mostramos el comportamiento a bajas temperaturas de la temperature de Debye versus la concentración de los componentes del cristal ternario mixto; con esta temperatura se obtiene la capacidad calorífica a cualquier concentración de la muestra mixta. Finalmente consideramos la función de partición, fuertemente relacionada con la energía de amarre promedio, que es función de la concentración de las componentes, valores de esta energía se muestran y con esta información obtenemos la energía libre de Helmholtz del material estudiado.

Descriptores: Propiedades térmicas de sólidos; mezclas cristalinas; física estadística.

Abstract

Using simple arguments supported by basic principles of thermal physics we studied the behavior of heat capacity and Helmholtz free energy of ternary mixed alkali halide crystals. For heat capacity is considered the possibility of F centers contribution in colored samples making a simple calculus, finding that it is negligible. We showed the behavior at low temperatures of the Debye temperature versus the components concentration of mixed ternary crystal, with this temperature is obtained the heat capacity at any concentration of a mixed sample. Finally we consider the partition function strongly related with an average binding energy function of the components concentration, values of this energy are shown and starting with this information we obtain the Helmholtz free energy of the studied material.

PACS: 65.40.+g

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Agradecimientos

Agradecemos al Dr H. Riveros el crecimiento del cristal ternario. El apoyo de CONACyT a través del Proyecto:CONACyT-2002-CO2-40497 y el apoyo del Programa PIFOP de la SEP.

Referencias

1. R.R. Mijangos, A. Cordero-Borboa, E. Alvarez y M. Cervantes, Physics Letters A 282 (2001) 195.         [ Links ]

2. R.R. Mijangos et al., Radiation Effects and Defects in solids 158 (2003) 513.         [ Links ]

3. Shinji Nambu and Masaki Oiji, J. Phys. Soc. Japan 59 (1990) 4366.         [ Links ]

4. F.C. Brown, Física de los Solidos (Editorial Reverte, Barcelona, 1970).         [ Links ]

5. W. Beall Fowler, Physics of color centers (Academic Press, N.Y., 1968)        [ Links ]

6. R.R. Mijangos, E. Alvarez, R. Perez y H. Riveros, Optical Materials 25 (2004) 279.         [ Links ]

7. F. Reif, Fundamentals of statistical and thermal physics (Mc GrawHill, 1965).         [ Links ]

8. D.B. Sirdeshmukh, L. Sirdeshmukh y K.G. Subhara, Alkali Halides: A Handbook of physical properties (Springer-Verlag, Berlin-New York, 2001) p. 82.         [ Links ]

9. P.H. Keesom y N. Pearlman, Phys Rev 91 (1953) 1354.         [ Links ]

10. N.W. Ashcroft y N.D. Mermin, Solid State Physics (Holt. Rine-hart and Winston, 1997) Ch. 20 p. 408.         [ Links ]

11. G. Vázquez-Polo, E. Cabrera, R.R. Mijangos, E. Valdez y C. Duarte, Rev. Mex. Fis. 47 (2001) 521.         [ Links ]