Crystal Growth Lab

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Abordar la relación estructura-propiedades y los mecanismos físico-químicos microscópicos que operan en óxidos con fuerte acoplamiento espín-carga-red exige muchas veces disponer de monocristales de alta calidad. En este importante grupo de materiales inorgánicos la detección y descripción de fenómenos estructurales, magnéticos o electrónicos, habitualmente muy anisotrópicos, es a menudo difícil de lograr en muestras policristalinas o films. En muchos casos estos sistemas experimentan sutiles transiciones orden-desorden asociadas a cambios de los grados de libertad de carga, red, espín u orbital que requieren por ejemplo estudios precisos en el espacio recíproco. El origen electrónico o magnético de muchas de estas transiciones de fase favorece sutiles  modulaciones/distorsiones/excitaciones, estáticas o dinámicas,  estructurales, magnéticas o de carga de naturaleza muy anisótropa. Además pueden ser intrínsecamente complejas: formación de estados inhomogeneos de carga, bandas de stripes, modulaciones estructurales y magnéticas inconmensurables, separación y coexistencia de fases, etc..Importantes técnicas de caracterización mediante difusión de neutrones o con radiación sincrotrón requieren disponer de monocristales.

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Single crystal fabrication: Floating-zone Optical Furnace

Single-crystals of transition metal oxide compounds are produced by the floating-zone method using a mirror furnace (also called image furnace).

Two polycrystalline rods (the seed and the feed rods) are aligned coaxially. The upper rod is used as a feed rod. Both are placed inside a quartz tube under a controlled atmosphere around the crystal. When the two (vertically placed) rods are close enough and they are exposed to an optical heating by halogen lamps a liquid molten zone is formed. Four ellipsoidal mirrors are used to focus the light from the halogen lamps. The feed rod is continuously rotated counterclockwise, while the seed rod is rotated clockwise. For the crystal fabrication the molten zone is slowly translated upwards along the seed rod by vertical movement of the mirror assembly. The absence of a crucible allows obtaining crystals of very high purity with a very homogeneous microstructure.

Ceramics Preparation Lab

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In the group a broad range of ceramic and intermetallic samples can be prepared by solid state reaction, chemical solution methods, arc-melting synthesis, or grown by optical floating zone and PLD, in polycrystalline, single crystal and thin film form.

 

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