Desenvolvimento de fósforos à base de β-Ga2O3 e c-ZnGa2O4

• Autor(a) principal: Santos, Nuno Miguel Franco dos
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/9657
• topic: Engenharia física; Semicondutores: Propriedades ópticas; Fotoluminescência; Óxido de gálio; Galato de zinco

Neste trabalho foram produzidas e caracterizadas amostras de matrizes óxidas de gália (β-Ga2O3) e de galato de zinco (c-ZnGa2O4), materiais com reconhecido interesse para aplicações em fósforos. Foram crescidas fibras de β-Ga2O3 e c-ZnGa2O4 pela técnica de fusão de zona com laser, e produzidos filmes finos de ZnO:Ga2O3 pela técnica de deposição de fluxo assistida por laser. As amostras foram caracterizadas quanto à sua morfologia, composição elementar, estrutura cristalina e propriedades óticas, com o objetivo de correlacionar os centros oticamente ativos, de origem intrínseca ou por via de dopagem, com as características estruturais das fibras. Para as fibras de gália, não obstante a boa qualidade estrutural e ótica das amostras não dopadas, a incorporação de dopantes promove a policristalinidade da fibra e a emissão intraiónica característica do ião Eu3+ é apenas detetada para temperaturas criogénicas. É promovida uma fase secundária rica em iões de európio, o Eu3Ga5O12, onde se encontra inserida a maioria dos centros emissores detetados, em simetrias locais diferentes consoante a concentração de dopante e a velocidade de crescimento usada. Para as fibras de galato de zinco, foi detetada uma contaminação com iões Mn2+ que dá lugar a uma emissão verde com tempo de vida de ~ms, com os iões incorporados na fase c-ZnGa2O4 em ambientes de simetria local Td e em ambientes de mais baixa simetria, o que é explicado pela natureza policristalina da fibra. Com o intuito de identificar os processos de extinção térmica da luminescência foram realizados estudos da evolução da intensidade de emissão em função da temperatura, que revelaram uma energia de ativação de ~20 meV para os dois centros, o que sugere um baixo grau de competição dos processos não radiativos com a emissão do Mn2+. Este material revela grandes potencialidades para aplicações em fósforos, sendo que a otimização no que concerne às variáveis de crescimento está já a ser efetuada, de modo a serem produzidas fibras monocristalinas de c- ZnGa2O4 para aumentar a eficiência de emissão do Mn2+ e outros fósforos.