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Preparação e desenvolvimento do mecanismo da luminescência persistente de materiais dopados com íons terras raras (2012)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: RODRIGUES, LUCAS CARVALHO VELOSO - IQ
  • USP Schools: IQ
  • Sigla do Departamento: QFL
  • Subjects: TERRAS RARAS; ESPECTROSCOPIA; ESTADO SÓLIDO; RADIAÇÃO SINCROTRON
  • Language: Português
  • Abstract: Materiais com luminescência persistente são normalmente baseados em aluminatos e silicatos dopados com íons ´Eu´POT.2+´, portanto buscam-se novos materiais com diferentes dopantes. Consequentemente, os materiais ´BaAlIND.2´´OIND.4´:´Eu´POT.2+´,´TRPOT.3+´ (R: La-Lu) foram preparados pelo método de combustão com temperaturas de ignição entre 400 e 600 °C, assim como pelo método cerâmico a 1500 °C. Os sistemas mais versáteis ´CdSiOIND.3´:´TRPOT.3+´ foram preparados apenas pelo método cerâmico a 950 °C. Para estudar a estrutura e a pureza de fase dos materiais utilizou-se espectroscopia de absorção no infravermelho, difração de raios X (método do pó) e microscopia eletrônica de varredura. Os estados de oxidação e o ambiente ao redor dos íons terras raras foram investigados com a espectroscopia de absorção de raios X com radiação Síncrotron (XANES e EXAFS). As propriedades da luminescência persistente dos fósforos foram investigadas com as técnicas de termoluminescência (TL), fotoluminescência e espectroscopia com radiação Síncrotron na região do UV-UV vácuo. Baseado nas medidas de TL, a estrutura dos defeitos dos materiais Ba´AlIND.2´´OIND.4´:´Eu´POT.2+´,´TRPOT.3+´ (TR: Nd e Dy) e ´CdSiOIND.3´:´TRPOT.3+´ (TR: Pr, Gd e Tb) mostrou-se ideal para a luminescência persistente a temperatura ambiente. Os espectros de XANES indicaram a presença dos estados divalente e trivalente do Eu dopado na matriz Ba´AlIND.2´´OIND.4´, enquanto que apenas íons ´TRPOT.3+´ co-dopantes foram observados (exceto ´CePOT.IV´). O íon ´EuPOT.3+´ pode estar presente devido ao processo de migração do elétron do íon ´Eu´POT.2+´ para a banda de condução durante o processo de excitação. Em contraste, para o sistema ´CdSiOIND.3´:´TRPOT.3+´, foram observadas apenas as espécies trivalentes ´TRPOT.3+´, excluindo, portanto, a oxidação direta ´TRPOT.3+´→´TRPOT.IV´.Apenas a transição interconfiguracional ´4Fpot.6´´5dPOT.1´→´4fPOT.7´ do íon ´EuPOT.2+´ foi observada na luminescência persistente dos materiais ´BaAlIND.2´´OIND.4´:´Eu´POT.2+´,´TRPOT.3+´. Por outro lado, para a matriz ´CdSiOIND.3´ dopada com íons ´PrPOT.3+´ e ´TbPOT.3+´, apenas as transições ´4FPOT.n´-4f´POT.n´ foram observadas, sem a presença da banda de emissão defeitos observada tanto no espectro de emissão sob excitação no UV como no espectro de luminescência persistente do ´CdSiOIND.3´:´GdPOT.3+´. O band gap das matrizes ´BaAlIND.2´´OIND.4´ (6,5 eV) e ´CdSiOIND.3´ (5,28 eV) foi obtido com a espectroscopia de excitação no UV-UV vácuo. A posição dos níveis de energia dos íons T´RPOT.2+´/.3+´ determinada com o auxílio da banda de transferência de carga ligante metal (LMCT) ´OPOT.2-´(2p)´EuPOT.3+´ confirmou o papel dos elétrons como carregadores de carga no mecanismo da luminescência persistente dos íons ´EuPOT.2+´, ´PrPOT.3+´ e ´TbPOT.3+´. Por fim, os mecanismos da luminescência persistente foram desenvolvidos, e, apesar de serem diferentes, os mecanismos para os íons ´EuPOT.2+´, ´TbPOT.3+´ e ´PrPOT.3+´ apresentaram princípios similares. Esta semelhança confirma a solidez da interpretação dos dados experimentais dos materiais com luminescência persistentes dopados com ´EuPOT.2+´ e encoraja a expansão de modelos similares para outros materiais com luminescência persistente no futuro. Cálculos teóricos com, por exemplo, método DFT poderão no futuro ser utilizados para refinar o modelo, diminuir o trabalho experimental e para descobrir novos modelos para sistemas que o atual modelo não pode ser aplicado, como no caso dos materiais dopados com ´EuPOT.3+´
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  • Data da defesa: 27.07.2012
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    • ABNT

      RODRIGUES, Lucas Carvalho Veloso; BRITO, Hermi Felinto de. Preparação e desenvolvimento do mecanismo da luminescência persistente de materiais dopados com íons terras raras. 2012.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042013-093515/ >.
    • APA

      Rodrigues, L. C. V., & Brito, H. F. de. (2012). Preparação e desenvolvimento do mecanismo da luminescência persistente de materiais dopados com íons terras raras. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042013-093515/
    • NLM

      Rodrigues LCV, Brito HF de. Preparação e desenvolvimento do mecanismo da luminescência persistente de materiais dopados com íons terras raras [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042013-093515/
    • Vancouver

      Rodrigues LCV, Brito HF de. Preparação e desenvolvimento do mecanismo da luminescência persistente de materiais dopados com íons terras raras [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042013-093515/


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