FISICA DEL ESTADO SOLIDO EN LA INDUSTRIA
Es la rama de la física que estudia las propiedades de los materiales sólidos y es una base teórica para la ciencia de los materiales. La física del estado sólido es importante porque ayuda a comprender las propiedades de los sólidos, como las mecánicas, térmicas, eléctrico-magnéticas y ópticas.
La física del estado sólido tiene como base la Cristalografía, Mecánica cuántica, Termodinámica, Metalurgia física, Química del estado sólido, Electromagnetismo, Óptica.
La física del estado sólido ayuda a investigar cómo las propiedades a gran escala de los materiales sólidos se derivan de sus propiedades a escala atómica.
Algunas características de los sólidos son:
Rigidez, Incompresibilidad, Dureza, Fragilidad, Elasticidad, Densidad elevada, Maleabilidad, Forma definida.
La física del estado sólido estudia de manera experimental y teórica la materia condensada. Se centra en la conexión entre las propiedades de los átomos y las moléculas individuales, y las propiedades que se encuentran cuando se combinan formando sistemas cristalinos.
El término "materia condensada" fue acuñado por los físicos Philip Warren Anderson y Volker Heine en 1967.
La física de la materia condensada es un subcampo de la física que estudia las fases condensadas de la materia, es decir, los líquidos y los sólidos. Se considera materia condensada cuando la densidad es lo suficientemente alta como para que las interacciones entre las moléculas o átomos sean relevantes.
La física de la materia condensada busca hacer relaciones entre las propiedades macroscópicas, que se pueden medir y el comportamiento de sus constituyentes a nivel microscópico o atómico y así comprender mejor las propiedades de los materiales.
Por ejemplo; a la hora de manufacturar un superconductor, aquí se tiene que cuidar bien la estructura atómica de tal modo que se obtenga la fase deseada para evitar otras fases no superconductoras que puedan ser semiconductoras.
Otro ejemplo es el niobato de litio.
El Niobato de Litio es un material cristalino anisotrópico: lo cual significa que los índices
de refracción dependen de la dirección de los ejes del cristal.
El niobato de litio es un sólido incoloro e insoluble en agua. Tiene un sistema cristalino trigonal, que carece de simetría de inversión y presenta ferroelectricidad, efecto Pockels, efecto piezoeléctrico, fotoelasticidad y polarizabilidad óptica no lineal. El niobato de litio presenta una birrefringencia uniaxial negativa que depende ligeramente de la estequiometría del cristal y de la temperatura. Es transparente para longitudes de onda comprendidas entre 350 y 5200 nanómetros.
El niobato de litio LiNBO3 es un material indispensable en la tecnología moderna ya que su uso ha cerrado la brecha entre los fenómenos eléctricos y ópticos.
La estructura cristalina del LiNbO3 es intrigante. Pertenece al sistema trigonal, lo que significa que tiene una simetría rotacional triple. Esta estructura contribuye a sus excepcionales propiedades electroópticas y piezoeléctricas. Cuando uno profundiza en la disposición atómica de este cristal, resulta evidente por qué se comporta como lo hace. Los átomos de niobio están rodeados por átomos de oxígeno, formando un octaedro ligeramente distorsionado, mientras que los átomos de litio se colocan en el medio, asegurando el equilibrio de carga.
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