Effect on the up-conversion emission of Li⁺ doping of Y₂O₃:Ybᶾ+/Erᶾ+ nanoparticlesristalino

• Autor(a) principal: Riedl, Jesse Cornelius
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/22505
• topic: Química; Iões metálicos; Lantanídeos; Nanocristais

O aumento da emissão visível sob excitação no infravermelho-próximo (processo de conversão ascendente de energia) em nanopartículas de Y2O3: Yb3+/Er3+/Li+ é investigado e quantificado. Usam-se os métodos de co-precipitação e reação de estado sólido, para lograr a incorporação efetiva de Li+ na rede do hospedeiro Y2O3. Apesar de frequentemente reportado na literatura, o método de co-precipitação não permite incorporar Li+ nas nanopartículas, como revelado pela análise elementar. O método de reação de estado sólido permite uma dopagem efetiva das nanopartículas de Y2O3: Yb3+/Er3+ com Li+. As medidas de luminescência revelam que o rendimento quântico de emissão (q) das nanopartículas aumenta com o aumento da concentração de Li+ até 12,3% molar, sendo os valores q máximos observados para 4,8 e 12,3% molar. Os difractogramas de raios X (XRD) de pós mostram que as amostras são cristalinas, não contendo fases secundárias. O refinamento de Rietveld dos dados de XRD de pós não evidencia a incorporação de iões de Li+ na rede hospedeira. No entanto, a espectrometria de emissão atómica por plasma acoplado indutivamente (ICP-AES) e a espectroscopia de fotoeletrões excitados por raios-X (XPS) confirmam que as nanopartículas preparadas por via de reação de estado sólido contêm lítio. Por outro lado, a análise termogravimétrica não mostra uma alteração de massa significativa até 800 °C, o que contraria o argumento frequentemente utilizado segundo o qual o aumento da conversão ascendente de energia se deve à diminuição do número de grupos OH presentes na amostra. O tamanho e a forma das nanopartículas são avaliados por microscopia eletrónica de transmissão e estão de acordo com o tamanho de cristalites obtido por XRD usando a equação de Scherrer, sugerindo que as nanopartículas são monocristais. Verifica-se, ainda, que o tamanho das partículas aumenta com o aumento a concentração de Li+. Além do aumento dos rendimentos quânticos por dopagem com iões Li+, a relação de intensidades de emissão vermelho/verde pode ser ajustada. Estes materiais podem ser promissores para bio-aplicações e para sensores de temperatura.