00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Influência de tratamento térmico nas propriedades estruturais e ópticas de nanocristais de LaF3 co-dopado com Yb3+/Er3+
Título(s) alternativo(s): Influence of thermal treatment on the structural and optical properties of nanocrystals of LaF3 co-doped with Yb3 + / Er3 +
Autor(es): Sales, Tasso de Oliveira
Primeiro Orientador: Silva, Carlos Jacinto da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Kumar, Kagola Upendra
metadata.dc.contributor.referee1: Valério, Mario Ernesto Giroldo
metadata.dc.contributor.referee2: Vermelho, Marcos Vinícius Dias
Resumo: Neste trabalho, investigamos o resultado do tratamento térmico nas propriedades estruturais e espectroscópicos de nanocristais de Fluoreto de Lantânio (LaF3) co-dopados com os íons terras-raras Er3+ e Yb3+. Para isso foram preparados dois conjuntos de amostras: No primeiro fixamos as concentrações de Yb3+ e Er3+ em 5 e 20 mol%, respectivamente, e foram feitos tratamentos térmicos após sínteses nas temperaturas de 60 (sem tratamento), 300, 400, 500, 600, 700, 800 e 900 oC. No segundo conjunto, fixamos a concentração de Yb3+ em 10 mol% e a temperatura de tratamento térmico em 500 oC e variamos a concentração de íons de Er3+. Para a caracterização estrutural foram feitas medidas de DRX, FT-IR, MEV, MET, EDX e Raman, e para a caracterização óptica foram executadas medidas espectroscópicas (luminescência) nas regiões do visível e infravermelho. Todas as análises foram realizadas com o intuito de obter a melhor amostra para aplicações fotônicas com os nanocristais de LaF3. Dos resultados, verificamos que, com o aumento da temperatura de tratamento térmico, foi observado uma melhora na estrutura cristalina da matriz LaF3 e um aumento na intensidade da luminescência. No entanto, para temperaturas de tratamento acima de 500 °C observamos o surgimento de uma nova fase cristalina, que provoca modificações na forma do espectro de emissão, indicando que a temperatura máxima de tratamento térmico para se trabalhar com a matriz LaF3 é 500 oC. A partir dos dados de luminescência foi constatado um aumento da emissão com a temperatura de tratamento e a amostra tratada a 500 oC foi apontada como a melhor matriz LaF3. Com relação à investigação variando a concentração de íons de Er3+, mantendo fixa a de Yb3+ em 10 mol%, observamos que para concentrações de Er3+ superiores a 2,0 mol% a intensidade das bandas de emissão diminuem devido à quenching de concentração causados nos íons de Er3+. Como resultado das análises, identificamos que os nanocristais de LaF3 que apresentam a maior intensidade luminescente, de forma que a fase cristalina seja conservada, são as tratadas termicamente a 500 °C e codopados com 10 mol% de Yb3+ e 2,0 mol% de Er3+. Os resultados obtidos e apresentados nesta dissertação abrem perspectivas para várias outras pesquisas e de utilização dessa matriz para diversas aplicações fotônicas.
Abstract: In this work, we have investigated the role of heat treatment on the structural and spectroscopic properties of Rare-earth Er3+ and Yb3+ co-doped Lanthanum Fluoride (LaF3) nanocrystals. To this study, two sets of samples were prepared: In the first one we fixed the Yb3+ and Er3+ concentrations at 5 and 20 mol%, respectively, and it was carried out heat treatment after synthesis at the temperatures of 60 (without treatment), 300, 400, 500, 600, 700, 800, and 900 oC; in the second set of samples, we fixed the Yb3+ concentration at 10mol% and the heat treatment temperature at 500 oC and the Er3+ concentration was varied. To the structural characterization XRD, FT-IR, SEM, TEM, EDX and Raman measurements were carried out, while to the optical characterization luminescence in the visible and infrared regions were performed. All the analyses were carried out aiming the best sample to photonics applications with LaF3 nanocrystals. From the results, it was verified, increasing the temperature of heat treatment, an improvement in the LaF3 matrix crystalline structure and an increment in the luminescence intensity. However, for treatment temperatures over 500 oC a new crystalline phase was observed, inducing modification in the emission spectrum shape and, therefore, pointing out that the maximum temperature to heat treatment keeping the LaF3 structure is 500 oC. From the luminescence data, it was found an improvement of the emission with the treatment temperature and the sample treated at 500 oC was considered as the best LaF3 matrix. Regarding the results varying the Er3+ concentration, keeping fix the Yb3+ at 10 mol%, to Er3+ concentrations over to 2 mol% the emission bands intensity diminished due to concentration quenching caused in Er3+ ions. As a result of the analyses, the LaF3 nanocrystals that present a higher luminescence intensity and keeping the crystalline phase are those thermally treated at 500 oC and co-doped with 10 mol% of Yb3+ and 2.0 mol% of Er3+. The results obtained and presented in this dissertation open perspectives to several other researches and to use the current matrix to many photonics applications.
Palavras-chave: Nanofotônica
Luminescência
Tratamento térmico
Nanophotonics
Luminescence
Heat treatment
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física da Matéria Condensada
Citação: SALES, Tasso de Oliveira. Influência de tratamento térmico nas propriedades estruturais e ópticas de nanocristais de LaF3 co-dopado com Yb3+/Er3+. 2015. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) - Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física da Matéria Condensada, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1965
Data do documento: 10-abr-2015
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