Grupo: Materiales para conversión y almacenamiento de energía

Facilidad: Potenciostato-Galvanostato PGSTAT302N.

Módulo:
Microbalanza de cuarzo electroquímica
Impedancia electroquímica
Baja corriente 100 pA con resolución de 0.3 fA

En el Laboratorio de Resonancias Magnéticas del Centro Atómico Bariloche se dispone de un Espectrómetro Bruker modelo ESP 300. Este equipo permite medir el espectro de resonancia electrónica de un sistema de espines (ESR por sus siglas en inglés), el cual corresponde a la absorción de energía del campo de microondas incidente cuando se sintoniza la frecuencia de radiación de la microonda con la frecuencia natural del sistema.

En materiales paramagnéticos diluidos el espectro de ESR brinda información de la naturaleza de las especies resonantes, la simetría del entorno cristalino y también permite cuantificar los iones resonantes. Cuando el sistema es concentrado se obtiene, además, información de la naturaleza de las interacciones presentes entre los iones magnéticos. En el caso de compuestos magnéticamente ordenados el espectro de resonancia ferromagnética (FMR) permite conocer las anisotropías magnéticas y los acoples magnéticos presentes. Realizando estudios en función de temperatura se pueden caracterizar las transiciones de fase del sistema.

El espectrómetro Bruker ESP 300 tiene las siguientes características:

• Puede operar en cuatro frecuencias diferentes: 1.2, 9.4, 24 y 35 GHz.
• Cuenta con un electroimán que permite variar el campo magnético entre 0 y 2.1 T.
• Es posible realizar medidas en función de temperatura desde 4 a 1000 K, dependiendo de la frecuencia.
• Pueden medirse muestras sólidas, polvos, películas delgadas, líquidos, etc.
• Tiene un límite de detección de aproximadamente 1013  espines/Oe

Este set-up permite colectar datos de difracción de Rayos X y, simultáneamente, realizar mediciones de conductividad eléctrica por el método de Van der Paw o mediciones de espectroscopia de impedancia a alta temperatura bajo atmósfera de oxígeno controlada.

Su principal aplicación es el ensayo de arreglos electrodo/electrolito ensamblados como media-celdas, sometiéndolos a ciclos de temperatura en atmósferas oxidantes (cámara Anton Para HTK 1200N disponible) o reductoras (ej Anton Parr HRK 900 no disponible), y midiendo simultáneamente propiedades electroquímicas y fisicoquímicas. El set-up cuenta con un portamuestra adaptado para una cámara de alta temperatura Anton Paar HTK 1200 (de hasta 1200 ºC) acoplada a un equipo de difracción de Rayos X Panalytical Empyrean con un detector Pixcel 3D. Además, el portamuestra puede acoplarse a líneas de sincrotrón para mediciones de difracción de Rayos X o de espectroscopia de absorción de Rayos X en forma simultánea con mediciones de conductividad eléctrica por el método de cuatro puntas o mediciones de espectroscopia de impedancia.

Se cuenta con un sistema de medición de transporte eléctrico en un rango de temperaturas entre 10K y temperatura ambiente y con campos magnéticos de aplicados de hasta 1 Tesla. La muestra va inserta en un crióstato de ciclo cerrado de He que se encuentra cableada con 12 contactos, lo que permite realizar mediciones de acuerdo a las necesidades de cada experimento.

La electrónica de medición está formada por diferentes fuentes de corriente y tensión, voltímetros, amperímetros, lock-in y osciloscopios. Esto permite realizar mediciones en diferentes rangos de resistividad. Además brinda la posibilidad de realizar mediciones “no tradicionales” de acuerdo a las necesidades del sistema a estudiar.

Este magnetómetro de campo alterno ha sido desarrollado y construido localmente. Se utiliza para la adquisición de ciclos de histéresis (AC hysteresis loop tracer) de muestras magnéticas con reducida magnetización.  El corazón de este equipo es un generador de campo magnético alterno de frecuencia de operación fija en 90 kHz y un campo máximo de 200 Oe de valor pico. La detección se basa en un sistema inductivo de bobinas en oposición y permite una sensibilidad de 10-4 emu. El equipo puede ser adaptado también para el estudio calorimétrico de muestras magnéticas en suspensiones líquidas.

En el Laboratorio de Propiedades Eléctricas y Magnéticas, contamos con un sistema automatizado que permite la medición de Propiedades Físicas en función de la temperatura (50 - 1000 K) y el campo magnético (hasta 3 Teslas).

Actualmente contamos con accesorios para medir Magnetización, Resistencia Eléctrica y Calor Específico.

Magnetización

La Magnetización se mide por el método de muestra vibrante. Es posible medir muestras cerámicas, películas delgadas y polvos.
El equipo tiene una resolución de 10-6 emu.
Contamos con un accesorio para realizar mediciones en función de la presión hidrostática (p < 1.3 GPa).

Resistencia Eléctrica

El equipo permite medir Resistencia AC, Magnetoresistencia, Efecto Hall, curvas I-V y Resistencia diferencial (dV/dI vs. I).

Posee una resolución de nominal de 10 nΩ. La corriente puede variarse de 10 nA to 100 mA. El rango de resistencias es de 10 µΩ a 5 GΩ.

También es posible realizar las mediciones a distintas presiones hidrostáticas (Hasta 2.7 GPa).

Calor Específico

El equipo cuenta con un accesorio para realizar mediciones de la calor específico por el método de tiempo de relajación.

Efecto Magnetocalórico

Mediante el montaje de dos termómetros en el sistema de medición de resistencia eléctrica, se desarrolló un sistema para medir los cambios en temperatura inducidos por un campo magnético externo, fenómeno conocido como efecto magnetocalórico.