El sulfato de triglicina ( TGS ) es un compuesto químico con una fórmula (NH 2 CH 2 COOH) 3 · H 2 SO 4 . La fórmula empírica de TGS no representa la estructura molecular, que contiene fracciones de glicina protonadas e iones de sulfato . El TGS con protones reemplazados por deuterio se llama TGS deuterado o DTGS ; alternativamente, DTGS puede referirse a TGS dopado. Al dopar el DTGS con el aminoácido L- Alanina , se mejoran las propiedades del cristal y el nuevo material se llama sulfato de triglicina dopado con L-Alanina deuterada ( DLATGS o DLTGS ). Estos cristales son piroeléctricos y ferroeléctricos , lo que permite su uso como elementos fotodetectores en espectroscopia infrarroja y aplicaciones de visión nocturna. [3] Los detectores TGS también se han utilizado como objetivo en tubos de imágenes de rayos catódicos vidicón .
El TGS tiene un punto crítico para el parámetro de orden de polarización, en 322,5 K. [4]
Estructura y propiedades de los cristales
Estructura cristalina del TGS. No se muestran los átomos de hidrógeno. [2]
Los cristales de TGS pueden formarse por evaporación de una solución acuosa de ácido sulfúrico y un exceso de glicina mayor a tres veces . [5] Pertenecen al grupo espacial polar P2 1 y por lo tanto son piroeléctricos y ferroeléctricos a temperatura ambiente, exhibiendo polarización espontánea a lo largo del eje b (dirección [010]). La temperatura de Curie de la transición ferroeléctrica es de 49 °C para TGS y 62 °C para DTGS. La estructura cristalina consta de SO 4 2− , 2(N + H 3 CH 2 COOH) (G1 y G2 en el diagrama de estructura cristalina), y especies + NH 3 CH 2 COO − (G3) unidas por enlaces de hidrógeno . [6] Estos enlaces se rompen fácilmente por las moléculas polares del agua, lo que conduce a la higroscopicidad de TGS: sus cristales son fácilmente grabados por el agua. A lo largo del eje b , las capas G1-SO 4 y G2-G3 se apilan alternativamente. Las dos capas vecinas más cercanas con composición química idéntica se giran 180° alrededor del eje b una contra la otra. [2] [7] Los materiales DTGS y DLATGS son derivados de TGS que tienen mejores propiedades piroeléctricas y generan menos ruido en el detector, como se puede mostrar en la siguiente tabla.
Rendimiento típico de los detectores DLATGS
El rendimiento típico y las propiedades piroeléctricas de los detectores DLATGS de 1,3 y 2,0 mm de diámetro del tamaño del elemento se muestran en la siguiente tabla.
Referencias
^ Kwan-Chi Kao (2004). Fenómenos dieléctricos en sólidos: con énfasis en conceptos físicos de procesos electrónicos. Academic Press. pp. 318–. ISBN 978-0-12-396561-5. Recuperado el 12 de mayo de 2011 .
^ abc Subramanian Balakumar y Hua C. Zeng ( 2000). "Reconstrucción asistida por agua en los extremos del dominio ferroeléctrico de cristales de sulfato de triglicina (NH2CH2COOH ) 3·H2SO4 " . J. Mater . Chem . 10 ( 3 ): 651–656. doi :10.1039/A907937H.
^ "Detectores piroeléctricos: materiales, aplicaciones y principio de funcionamiento" (PDF) .
^ Gonzalo, JA (15 de abril de 1966). "Comportamiento crítico del sulfato de triglicina ferroeléctrico". Physical Review . 144 (2): 662–665. Código Bibliográfico :1966PhRv..144..662G. doi :10.1103/PhysRev.144.662.
^ Pandya, GR; Vyas, DD (1980). "Cristalización de sulfato de glicina". Revista de crecimiento cristalino . 5 (4): 870–872. Código Bibliográfico :1980JCrGr..50..870P. doi :10.1016/0022-0248(80)90150-5.
^ Choudhury, Rajul Ranjan; Chitra, R. (2008). "Estudio de difracción de neutrones de monocristal de sulfato de triglicina revisado". Pramana . 71 (5): 911–915. Bibcode :2009Prama..71..911C. doi :10.1007/s12043-008-0199-5. S2CID 122953651.
^ Wood, EA; Holden, AN (1957). "Sulfato de glicina monoclínico: datos cristalográficos". Acta Crystallogr . 10 (2): 145–146. Código Bibliográfico :1957AcCry..10..145W. doi : 10.1107/S0365110X57000481 .
^ Aggarwal, MD (2010). Materiales piroeléctricos para detectores infrarrojos no refrigerados: procesamiento, propiedades y aplicaciones. Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Centro Marshall de Vuelos Espaciales. OCLC 754804811.
^ "Desarrollo de detectores piroeléctricos mejorados" (PDF) . ntrs.nasa.gov . 1972-02-29 . Consultado el 2024-07-24 .
^ "Materiales piroeléctricos" (PDF) . www.ias.ac.in . Consultado el 26 de julio de 2024 .
^ Aravazhi, S; Jayavel, R; Subramanian, C (15 de octubre de 1997). "Crecimiento y estabilidad de cristales de TGS puros y dopados con amino". Química y física de materiales . 50 (3): 233–237. doi :10.1016/S0254-0584(97)01939-1. ISSN 0254-0584.
^ Aggarwal, MD; Batra, AK; Guggilla, P.; Edwards, ME; Penn, BG; Currie Jr, JR "Materiales piroeléctricos para detectores infrarrojos no refrigerados: procesamiento, propiedades y aplicaciones" (PDF) . Memorando técnico de la NASA .
^ Srinivasan, MR (1 de mayo de 1984). "Materiales piroeléctricos". Boletín de Ciencia de Materiales . 6 (2): 317–325. doi : 10.1007/BF02743905 . ISSN 0973-7669. S2CID 189911723.
