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sulfato de triglicina

El sulfato de triglicina ( TGS ) es un compuesto químico con fórmula (NH 2 CH 2 COOH) 3 ·H 2 SO 4 . La fórmula empírica de TGS no representa la estructura molecular, que contiene restos de glicina protonados e iones sulfato . El TGS con protones sustituidos por deuterio se denomina 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 deuterado dopado con L-alanina ( DLATGS o DLTGS ). Estos cristales son piroeléctricos y ferroeléctricos lo que permite su uso como elementos fotodetectores en aplicaciones de espectroscopia infrarroja y visión nocturna. [3] Los detectores TGS también se han utilizado como objetivo en tubos de imágenes de rayos catódicos vidicon .

TGS tiene un punto crítico para el parámetro de orden de polarización, en 322,5 K. [4]

Estructura cristalina y propiedades.

Estructura cristalina de TGS. Los átomos de hidrógeno no se muestran. [2]

Los cristales de TGS se pueden formar mediante la evaporación de una solución acuosa de ácido sulfúrico y un exceso de glicina superior al triple . [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 Curie de la transición ferroeléctrica es de 49 °C para TGS y de 62 °C para DTGS. La estructura cristalina consta de especies SO 4 2− , 2(N + H 3 CH 2 COOH) (G1 y G2 en el diagrama de estructura cristalina) y + 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 del TGS: sus cristales se graban fácilmente con 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 idéntica composición química se giran 180° alrededor del eje b una frente a la otra. [2] [7] Los materiales DTGS y DLATGS son derivados de TGS que tienen mejores propiedades piroeléctricas y producen 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

  1. ^ Kwan-Chi Kao (2004). Fenómenos dieléctricos en sólidos: con énfasis en conceptos físicos de procesos electrónicos. Prensa académica. págs. 318–. ISBN 978-0-12-396561-5. Consultado el 12 de mayo de 2011 .
  2. ^ abc Subramanian Balakumar y Hua C. Zeng (2000). "Reconstrucción asistida por agua en extremos del dominio ferroeléctrico de cristales de sulfato de triglicina (NH 2 CH 2 COOH) 3 · H 2 SO 4 ". J. Mater. química . 10 (3): 651–656. doi :10.1039/A907937H.
  3. ^ "Detectores piroeléctricos: materiales, aplicaciones y principio de funcionamiento" (PDF) .
  4. ^ Gonzalo, JA (15 de abril de 1966). "Comportamiento crítico del sulfato de triglicina ferroeléctrico". Revisión física . 144 (2): 662–665. Código bibliográfico : 1966PhRv..144..662G. doi : 10.1103/PhysRev.144.662.
  5. ^ Pandya, GR; Vyas, DD (1980). "Cristalización de glicina-sulfato". Revista de crecimiento cristalino . 5 (4): 870–872. Código Bib : 1980JCrGr..50..870P. doi :10.1016/0022-0248(80)90150-5.
  6. ^ Choudhury, Rajul Ranjan; Chitra, R. (2008). "Revisión del estudio de difracción de neutrones monocristalino del sulfato de triglicina". Pramana . 71 (5): 911–915. Código bibliográfico : 2009Prama..71..911C. doi :10.1007/s12043-008-0199-5. S2CID  122953651.
  7. ^ Madera, EA; Holden, AN (1957). "Sulfato de glicina monoclínico: datos cristalográficos". Acta Crystallogr . 10 (2): 145-146. Código Bib : 1957AcCry..10..145W. doi : 10.1107/S0365110X57000481 .
  8. ^ Aggarwal, MD (2010). Materiales piroeléctricos para detectores de infrarrojos no refrigerados: procesamiento, propiedades y aplicaciones. Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Centro Marshall de Vuelos Espaciales. OCLC  754804811.
  9. ^ "Desarrollo de Detectores Piroeléctricos mejorados" (PDF) . ntrs.nasa.gov . 1972-02-29 . Consultado el 24 de julio de 2024 .
  10. ↑ «Materiales piroeléctricos» (PDF) . www.ias.ac.in. ​Consultado el 26 de julio de 2024 .
  11. ^ Aravazhi, S; Jayavel, R; Subramanian, C (15 de octubre de 1997). "Crecimiento y estabilidad de cristales de TGS puros y dopados con aminoácidos". Química y Física de Materiales . 50 (3): 233–237. doi :10.1016/S0254-0584(97)01939-1. ISSN  0254-0584.
  12. ^ Aggarwal, MD; Batra, Alaska; Guggilla, P.; Edwards, YO; Penn, BG; Currie Jr, JR "Materiales piroeléctricos para detectores de infrarrojos no refrigerados: procesamiento, propiedades y aplicaciones" (PDF) . Memorando técnico de la NASA .
  13. ^ Srinivasan, señor (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.
  14. ^ Compañía, Leonardo. «Detectores DLATGS» (PDF) .
  15. ^ Componentes, láser. "Detectores piroeléctricos de modo de voltaje de un solo canal serie D31 / LT31".