Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sandrini, Marcelo
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2621
Resumo: This work presents a study about the silver (Ag) incorporation in Calcium Boroaluminate (CaBAl) glasses, as well as the use of thermal treatment as a means of nucleation and growth of Ag nanoparticles (AgNPs) and their consequences on the luminescent properties of europium-doped CaBAl glasses. To ensure that the thermal treatment process does not result in optical quality loss and/or crystallization on the studied glasses, the glass transition temperature (Tg) (∼610 ◦C) was used as reference. Thus, the adopted temperatures were 550, 575 and 600 ◦C. Optical absorption results demonstrated the incorporation of Europium trivalent ions and the nucleation of Ag nanoparticles in the treated samples. By excitation/emission maps, it was possible to verify the existence of characteristic emission centers of Eu3+ transitions (5D0-7Fj , j = 1, 2, 3 e 4) and emission centers of silver optically active species, which have broad emission band covering almost the entire visible region in the electromagnetic spectrum. The emission spectra under excitation at 325 nm initially showed an increase in the emission intensity as function of thermal treatment time, due to the fact that the treatment can promote the formation of Ag0-Ag+ and Ag+-Ag+ pairs. However, the reduction of the emission intensities observed for longer treatment or higher temperatures indicates a competition between the AgNPs formation process and the formation of Ag pairs. Emission spectra under excitation at 442 nm, resonant with the surface plasmon resonance (SPR) band, indicated that the plasmon resonance effect, from AgNPS, provides a new excitation region for the silver pairs. An amplification of the emission intensity was observed and can be associated with the SPR effect and/or the energy transfer processes between AgNPs and optically active species.By the chromaticity coordinates (x, y) in the CIE 1931 diagram, the color correlation temperature (CCT) and color rendering index (CRI), it was verified that the Eu2O3-AgNO3-co-doped CaBAl glasses have promising characteristics for application in devices emitting white light and the choice of composition, as well as the conditions of thermal treatments can work as tools for tuning the color of emission.
id UEM-10_619fa0523add919c66cf92a611cab8e4
oai_identifier_str oai:localhost:1/2621
network_acronym_str UEM-10
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository_id_str
spelling Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európioEspectroscopiaVidros cálcio boroaluminatoEurópioNanopartículasRessonância plasmônicaLuminescênciaAbsorção ópticaBrasil.NanoparticlesPlasmon resonanceLuminescenceOptical absorptionEuropiumBrazil.Ciências Exatas e da TerraFísicaThis work presents a study about the silver (Ag) incorporation in Calcium Boroaluminate (CaBAl) glasses, as well as the use of thermal treatment as a means of nucleation and growth of Ag nanoparticles (AgNPs) and their consequences on the luminescent properties of europium-doped CaBAl glasses. To ensure that the thermal treatment process does not result in optical quality loss and/or crystallization on the studied glasses, the glass transition temperature (Tg) (∼610 ◦C) was used as reference. Thus, the adopted temperatures were 550, 575 and 600 ◦C. Optical absorption results demonstrated the incorporation of Europium trivalent ions and the nucleation of Ag nanoparticles in the treated samples. By excitation/emission maps, it was possible to verify the existence of characteristic emission centers of Eu3+ transitions (5D0-7Fj , j = 1, 2, 3 e 4) and emission centers of silver optically active species, which have broad emission band covering almost the entire visible region in the electromagnetic spectrum. The emission spectra under excitation at 325 nm initially showed an increase in the emission intensity as function of thermal treatment time, due to the fact that the treatment can promote the formation of Ag0-Ag+ and Ag+-Ag+ pairs. However, the reduction of the emission intensities observed for longer treatment or higher temperatures indicates a competition between the AgNPs formation process and the formation of Ag pairs. Emission spectra under excitation at 442 nm, resonant with the surface plasmon resonance (SPR) band, indicated that the plasmon resonance effect, from AgNPS, provides a new excitation region for the silver pairs. An amplification of the emission intensity was observed and can be associated with the SPR effect and/or the energy transfer processes between AgNPs and optically active species.By the chromaticity coordinates (x, y) in the CIE 1931 diagram, the color correlation temperature (CCT) and color rendering index (CRI), it was verified that the Eu2O3-AgNO3-co-doped CaBAl glasses have promising characteristics for application in devices emitting white light and the choice of composition, as well as the conditions of thermal treatments can work as tools for tuning the color of emission.Neste trabalho é apresentado um estudo a respeito da incorporação da prata (Ag) na matriz vítrea Cálcio Boroaluminato (CaBAl), bem como da utilização de tratamento térmico como meio para nucleação e crescimento de nanopartículas de Ag (AgNPs) e suas consequências sobre as propriedades luminescentes desses vidros dopados com íons de Európio. A temperatura de transição vítrea (Tg) do vidro CaBAl (∼610 ◦C) foi utilizada como referência para a escolha das temperaturas de tratamentos para garantir que o processo não acarretasse na perda de qualidade óptica e/ou cristalização dos vidros estudados. Assim, as temperaturas adotadas foram 550, 575 e 600 ◦C. Resultados de absorção óptica evidenciaram a incorporação de íons de Európio na forma trivalente e a nucleação de nanopartículas de Ag para as amostras tratadas termicamente. Por meio de mapas de excitação/emissão verificou-se a existência de centros emissores característicos de transições do Eu3+ (5D0-7Fj , j = 1, 2, 3 e 4) e centros emissores característicos de espécies opticamente ativas da prata (Ag+, Ag0-Ag+ e Ag+-Ag+), os quais apresentam larga banda de emissão cobrindo quase toda região do visível no espectro eletromagnético. Os espectros de emissão sob excitação de 325 nm apresentaram inicialmente um aumento na intensidade de emissão em função do tempo de tratamento térmico, devido ao fato de que o tratamento pode promover a formação de pares Ag0-Ag+ e Ag+-Ag+. Porém, a redução das intensidades de emissão observadas para tratamentos mais longos ou em maiores temperaturas indicam uma competição entre o processo de formação de AgNPs e da formação de pares de Ag. Espectros de emissão sob excitação em 442 nm, ressoante a banda de ressonância de plásmons de superfície (RPS), indicaram que o efeito de ressonância de plásmons proveniente das AgNPs fornece uma nova região de excitação aos agregados de prata. Os espectros apresentaram amplificação da intensidade de emissão que pode estar associado ao efeito de RPS e/ou a processos de transferência direta de energia entre as AgNPs e as espécies opticamente ativas. A partir das coordenadas de cromaticidade (x,y) no diagrama CIE 1931, juntamente com os valores de temperatura de correlação de cor (CCT) e do índice de reprodução de cores (CRI) verificou-se que o vidro CaBAl co-dopado com AgNO3 e Eu2O3 apresentam características promissoras para aplicação em dispositivos emissores de luz branca e que, a escolha da composição, bem como a escolha das condições de tratamentos térmicos, podem funcionar como ferramentas para a sintonia da cor de emissão.110 fUniversidade Estadual de MaringáBrasilDepartamento de FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUEMMaringá, PRCentro de Ciências ExatasAntonio Medina NetoLuis Humberto da Cunha Andrade - UEMSAlysson Steimacher - UFMAJurandir Hillmann Rohling - UEMGustavo Sanguino Dias - UEMSandrini, Marcelo2018-04-11T17:34:17Z2018-04-11T17:34:17Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2621porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2018-10-15T18:34:12Zoai:localhost:1/2621Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:55:41.273864Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
title Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
spellingShingle Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
Sandrini, Marcelo
Espectroscopia
Vidros cálcio boroaluminato
Európio
Nanopartículas
Ressonância plasmônica
Luminescência
Absorção óptica
Brasil.
Nanoparticles
Plasmon resonance
Luminescence
Optical absorption
Europium
Brazil.
Ciências Exatas e da Terra
Física
title_short Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
title_full Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
title_fullStr Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
title_full_unstemmed Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
title_sort Estudo de efeitos de nanopartículas de prata sobre as propriedades espectroscópicas de vidros cálcio boroaluminato dopados com európio
author Sandrini, Marcelo
author_facet Sandrini, Marcelo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Antonio Medina Neto
Luis Humberto da Cunha Andrade - UEMS
Alysson Steimacher - UFMA
Jurandir Hillmann Rohling - UEM
Gustavo Sanguino Dias - UEM
dc.contributor.author.fl_str_mv Sandrini, Marcelo
dc.subject.por.fl_str_mv Espectroscopia
Vidros cálcio boroaluminato
Európio
Nanopartículas
Ressonância plasmônica
Luminescência
Absorção óptica
Brasil.
Nanoparticles
Plasmon resonance
Luminescence
Optical absorption
Europium
Brazil.
Ciências Exatas e da Terra
Física
topic Espectroscopia
Vidros cálcio boroaluminato
Európio
Nanopartículas
Ressonância plasmônica
Luminescência
Absorção óptica
Brasil.
Nanoparticles
Plasmon resonance
Luminescence
Optical absorption
Europium
Brazil.
Ciências Exatas e da Terra
Física
description This work presents a study about the silver (Ag) incorporation in Calcium Boroaluminate (CaBAl) glasses, as well as the use of thermal treatment as a means of nucleation and growth of Ag nanoparticles (AgNPs) and their consequences on the luminescent properties of europium-doped CaBAl glasses. To ensure that the thermal treatment process does not result in optical quality loss and/or crystallization on the studied glasses, the glass transition temperature (Tg) (∼610 ◦C) was used as reference. Thus, the adopted temperatures were 550, 575 and 600 ◦C. Optical absorption results demonstrated the incorporation of Europium trivalent ions and the nucleation of Ag nanoparticles in the treated samples. By excitation/emission maps, it was possible to verify the existence of characteristic emission centers of Eu3+ transitions (5D0-7Fj , j = 1, 2, 3 e 4) and emission centers of silver optically active species, which have broad emission band covering almost the entire visible region in the electromagnetic spectrum. The emission spectra under excitation at 325 nm initially showed an increase in the emission intensity as function of thermal treatment time, due to the fact that the treatment can promote the formation of Ag0-Ag+ and Ag+-Ag+ pairs. However, the reduction of the emission intensities observed for longer treatment or higher temperatures indicates a competition between the AgNPs formation process and the formation of Ag pairs. Emission spectra under excitation at 442 nm, resonant with the surface plasmon resonance (SPR) band, indicated that the plasmon resonance effect, from AgNPS, provides a new excitation region for the silver pairs. An amplification of the emission intensity was observed and can be associated with the SPR effect and/or the energy transfer processes between AgNPs and optically active species.By the chromaticity coordinates (x, y) in the CIE 1931 diagram, the color correlation temperature (CCT) and color rendering index (CRI), it was verified that the Eu2O3-AgNO3-co-doped CaBAl glasses have promising characteristics for application in devices emitting white light and the choice of composition, as well as the conditions of thermal treatments can work as tools for tuning the color of emission.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2018-04-11T17:34:17Z
2018-04-11T17:34:17Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2621
url http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2621
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Física
Programa de Pós-Graduação em Física
UEM
Maringá, PR
Centro de Ciências Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Brasil
Departamento de Física
Programa de Pós-Graduação em Física
UEM
Maringá, PR
Centro de Ciências Exatas
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron:UEM
instname_str Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron_str UEM
institution UEM
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
collection Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813258653769138176