Dinámica de los defectos observados por RMN de los núcleos cuadrupolares en el nitruro de galio

Área de la Ciencia:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) en estado sólido.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.
• Química inorgánica y inorgánica.

Sus antecedentes:

• El nitruro de galio (GaN) existe en politipos hexagonales y cúbicos, cada uno con propiedades distintas.
• Comprender las características estructurales y electrónicas de los politipos de GaN es crucial para las aplicaciones de materiales avanzados.
• La espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) proporciona información detallada a nivel atómico sobre las estructuras y dinámicas de los materiales.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar los politipos hexagonales y cúbicos de nitruro de galio (GaN) utilizando técnicas avanzadas de RMN.
• Para investigar el impacto de los defectos en las propiedades espectrales de RMN de GaN. cúbico.
• Para explorar la dinámica y las interacciones de fase en muestras de GaN de fase mixta.

Principales métodos:

• Espectroscopia de RMN de giro de ángulo mágico (MAS) utilizando núcleos de 69,71Ga y 14N a 11,7 T.
• Análisis de los desplazamientos químicos y las constantes de acoplamiento nuclear cuádrupolo (NQCC).
• Las mediciones estáticas de eco de giro de Hahn 71Ga-selectivo para medir los tiempos de relajación de la sonda (T2).

Principales resultados:

• Se determinaron distintos desplazamientos químicos 71Ga y 14N tanto para los politipos hexagonales como para los cúbicos de GaN.
• Se encontró que los defectos en el GaN cúbico inducen valores de NQCC distintos de cero, lo que lleva a una ampliación significativa en los espectros de RMN 71Ga y 14N MAS.
• Se observó una marcada pérdida de la intensidad de la señal de RMN MAS de 71Ga para la fase hexagonal en una muestra de fase mixta, atribuida a un proceso de intercambio químico que afecta la relajación de T2.

Conclusiones:

• La espectroscopia de RMN diferencia efectivamente entre los politipos hexagonales y cúbicos de GaN.
• El NQCC inducido por defecto en GaN cúbico influye significativamente en sus características espectrales de RMN.
• Un proceso de intercambio químico que involucra sitios con diferentes valores de NQCC es responsable de la atenuación de la señal en GaN de fase mixta, particularmente a temperaturas elevadas.