Estudo das propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0.5(Bi1-xSmx)0.5TiO3

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Volpi, Fernando Marin
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/34906
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.
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spelling Estudo das propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0.5(Bi1-xSmx)0.5TiO3Raio X - difraçãoEspectroscopia de RamanFotoluminescênciaÍonsDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.Neste trabalho, os efeitos da variação do teor de íons de Sm3+ sobre as propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (NBT e NBTSmx) foram investigadas por Difração de Raios-X, Absorção Óptica na região Ultravioleta-Visível (UV-Vis), Espectroscopia Raman e Espectroscopia de Fotoluminescência (PL). As amostras Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (x = 0,000, 0,005, 0,010, 0,015 e 0,020) foram sintetizadas pelo método de reação de estado sólido e, posteriormente, tratadas termicamente. O método de Rietveld foi utilizado para refinar os dados de DRX. Os resultados desses refinamentos indicaram que as amostras NBT pura e dopadas com Sm3+ (NBTSmx) apresentaram a coexistência das fases romboédrica (R3c) e tetragonal (4) em diferentes proporções, as quais são dependentes do teor de Sm3+. Os dados de UV-Vis revelaram que o band gap óptico das amostras de NBTSmx decresce sistematicamente com o aumento de teor de Sm3+, evidenciando assim a substituição dos íons de Bi3+ por íons de Sm3+. Em complemento, foi verificado por espectroscopia Raman, que a substituição dos íons de Bi3+ por íons de Sm3+ leva ao encurtamento das ligações Na/Bi-O. Foi demostrado que esse comportamento é responsável pelo aumento da simetria local do octaedro TiO6 e pelo consequente decréscimo da relação entre as fases romboédrica/tetragonal, como observado por DRX. Os resultados de medidas PL revelam a emissão de fotoluminescência típicas das transições entre os estados 4G5/2 → 6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2, 11/2, 13/2) do íon de Sm3+. Além do mais, foi constatada a presença de processos de recombinação não radiativos, e que esses são dependentes tanto da intensidade de excitação quanto do teor de Sm3+.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).In this work, the effects of the Sm3+ ion content on the structural and optical properties of the Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (NBT and NBTSmx) multifunctional system were investigated by X-ray Diffraction (XRD), Optical Absorption in Ultraviolet-Visible (UV-Vis) region, Raman Spectroscopy and Photoluminescence Spectroscopy (PL). The samples Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (x = 0,000, 0,005, 0,010, 0,015 and 0,020) were synthesized by the solid-state reaction method and, subsequently, heat treated. The Rietveld method was used to refine the XRD data. The results of these refinements indicated that the pure NBT and the Sm3+ doped samples (NBTSmx) showed the coexistence of the rhombohedral (R3c) and tetragonal (P4bm) phases in different proportions, which are Sm3+ dependent. The UV-Vis data revealed that the optical band gap of the NBTSmx samples decreases systematically with increasing Sm3+ content, thus evidencing the substitution of the Bi3+ ions by Sm3+. In addition, it was verified by Raman spectroscopy that the substitution of Bi3+ ions by Sm3+ ions leads to shortening of Na/Bi-O bonds. It was demonstrated that this behavior is responsible for the increase of the local symmetry of the TiO6 octahedron and consequent decrease of the relation between the rhombohedral / tetragonal phases, as observed by XRD. The results of PL measurements reveal the emission of photoluminescence typical of the transitions between the 4G5/2 → 6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2, 11/2, 13/2) states of the Sm3+ ion. Furthermore, the presence of non-radiative recombination processes was found to be dependent on both excitation intensity and Sm3+ content.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaSilva, Sebastião William daVolpi, Fernando Marin2019-06-18T15:32:59Z2019-06-18T15:32:59Z2019-06-182018-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVOLPI, Fernando Marin. Estudo das propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0.5(Bi1-xSmx)0.5TiO3. 2018. 51 f., il. Dissertação (Mestrado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/34906A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:56:57Zoai:repositorio.unb.br:10482/34906Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:56:57Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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