Desenvolvimento de processo de produção de nanocluster de prata em vidros GeO2-PbO com e sem íons de Yb3+ e Tm3+

• Autor(a) principal: Nishimura, Marcos Vinicius de Morais
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-05072023-103744/
• topic: Fotônica; Germanate; Germanato; Itérbio; Nanocluster; Nanocluster; Nanoparticle; Photonic; Thulium; Túlio; Ytterbium

O presente trabalho mostra o desenvolvimento de tecnologia para produção de nanoclusters de prata (Ag) em vidros GeO2-PbO codopados com íons de Tm3+ e Yb3+ e dopados com íons de Tm3+ . As amostras foram produzidas pela técnica de fusão seguida de resfriamento rápido usando para o tratamento térmico temperatura inferior à de transição vítrea, de forma a favorecer a formação de nanoclusters de Ag; as amostras foram caracterizadas por medidas de absorção, luminescência, tempo de vida e microscopia eletrônica de transmissão. Pelas medidas de absorção foi identificada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente. A identificação dos referidos nanoclusters e estrutura amorfa foi feita por análises de microscopia eletrônica de transmissão e difração de elétrons, respectivamente; pelas medidas de luminescência feitas em diversas condições (diferentes lasers operando em 355 e ~ 400 nm, lâmpada de UV e fluorímetro) foi estudada a emissão dos nanoclusters de Ag e correlação com concentração dos mesmos e comprimento de onda de excitação. Foi estudado o mecanismo de transferência de energia entre os nanoclusters e os referidos íons de Tm3+ e Yb3+ com auxílio de medidas de luminescência e tempo de vida. As diferentes emissões de luz dos nanoclusters de Ag para diferentes comprimentos de excitação (340-400 nm) indicam formação de nanoclusters de diferentes tamanhos; o mesmo ocorre quando aumentamos a concentração dos nanoclusters de Ag que leva ao aumento de suas dimensões com emissões de luz em comprimentos de onda maiores. Cabe acrescentar que na presença dos íons de terras foi possível observar emissão de luz branca para excitação em 365 nm realizada por lâmpada de UV. Transferência de energia dos nanoclusters para íons de Tm3+ foram comprovados pelo aumento da emissão em 800 nm, sendo mais significativo na ausência dos íons de Yb3+, para excitações em 380 e 400 nm. A diminuição dos tempos de vida dos nanoclusters de Ag e o aumento dos tempos de vida dos íons de Tm3+, corroboraram as referidas transferências de energia. As transferências de energia dos nanoclusters para os íons de Yb3+ (980nm) também foram observadas por meio dos resultados de luminescência e tempo de vida, para excitação em ~ 400 nm, sendo mais significativas para as maiores concentrações de nanoclusters. Os presentes resultados demonstram pela primeira vez a possibilidade de produção de nanoclusters de Ag em vidros GeO2-PbO, de transferência de energia para os íons de terras-raras, corroboram o potencial destes materiais para fotônica, e abrem perspectivas para estudos com diferentes íons de terras-raras.