Materia Condensada - Revista Colombiana de Física

REVISTA COLOMBIANA DE FISICA, VOL. 35, No. 2. 2003
un error de ±5 μm por medio de un microscopio óptico Carl Zeiss. Estos valores se
presentan en la tabla 1.
TEORÍA
La técnica de fotoacústica involucra procesos de relajación no radiantes y consiste en la
producción de ondas mecánicas a partir del calentamiento periódico del material por
medio de un haz de luz modulado. Considerando el régimen de térmicamente gruesa
para el caso de la celda fotoacústica abierta, H. Vargas, M. V. Marquezini y
colaboradores[6], proponen que la dependencia de la señal fotoacústica V OPC con la
frecuencia de modulación ? está dada por la ecuación:
⎡ iωRC
exp( iωt)
1 ⎤
VOPC = Vo
⎢
⎥exp(
−lsσ
s)
(1)
⎢⎣
( 1+
iωRC)
( 1+
iωτnr
) σ gσ
s ⎥⎦
donde V o es la amplitud de la señal fotoacústica, l s el espesor de la muestra, RC la
constante de tiempo de la celda fotoacústica que fue determinada de acuerdo al
procedimiento propuesto por S. O. Ferreira et al[7] para láminas de aluminio pintadas
de negro, σ i=(1+i)a j es el coeficiente de difusividad compleja, con a j =(ω/2α j) ½ , siendo
α j=k j/? jc j la difusividad térmica del medio j, k j la conductividad térmica, ? j la densidad y
c j el calor específico. El subíndice j corresponde a la membrana m, la muestra s y el gas
g.
La determinación de a s y t nr se logra a partir de realizar los ajustes con la ecuación 1 a
los datos experimentales, de la amplitud y la fase de la señal fotoacústica.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
En la figura 1.a se presenta la amplitud de la señal fotoacústica como función de la
frecuencia de modulación para muestras con diferentes fracciones molares de Zn. Estos
espectros fueron ajustados con la ecuación (1), obteniéndose los valores de a s
reportados en la tabla 1. También presentamos en la figura 1.b la dependencia de la fase
de la señal fotoacústica con la frecuencia de modulación, para diferentes muestras de
Cd 1-xZn xTe. De los respectivos ajustes con la ecuación (1), se obtuvieron los valores de
t nr presentados en la tabla 1.
La comparación entre resultados obtenidos para la dependencia de a s con la fracción
molar de Zn determinada en este trabajo y los valores reportados por M. E. Rodríguez et
al[8], se presenta en la figura 2.a. Se encontró que los valores de a s son equiparables
entre sí y que las discrepancias se pueden atribuir a la influencia que presenta la calidad
cristalina del material en el transporte del calor, tal como ha sido reportado por J. J.
Alvarado et al[¡Error! Marcador no definido.] para el caso de muestras de CdTe con
diferentes calidades cristalinas.
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