Novos métodos de síntese para materiais com upconversion e transferência de energia do upconversion para a luminescência persistente

• Autor(a) principal: Giordano, Luidgi
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042022-093339/
• topic: Conversão ascendente; Energy transfer; Luminescência persistente; microwave assisted synthesis; Persistent luminescence; Rare earths; Síntese assistida por micro-ondas; Terras raras; Transferência de energia; Upconversion

Materiais com upconversion são capazes de converter dois ou mais fótons de baixa energia para um único fóton de maior energia. Para o caso do upconversion ocasionado por pares de íons terras-raras, a excitação comumente encontra-se no infravermelho, na excitação do íon Yb3+ (cerca de 980 nm). Uma aplicação possível para materiais com esse fenômeno é para a excitação de materiais com luminescência persistente, em que o material armazena a energia em sua estrutura após excitação e a libera por um longo período. Os materiais com upconversion NaYF4:Yb,Er e NaGdF4:Yb,Tm foram preparados por um método reportado pela primeira vez para esses materiais, a síntese de estado sólido assistida por micro-ondas. Os materiais preparados por esse método foram caracterizados por difração de raios X (método do pó) e microscopia eletrônica de varredura. Mostrou-se que estes materiais eram capazes de realizar upconversion e com o apoio de dados da literatura e com o uso de medidas de reflectância difusa no ultravioleta de vácuo, fez-se os diagramas de níveis de energia para esses materiais. Paralelamente, sintetizou-se nanomateriais de NaGdF4:Yb,Er pelo método de coprecipitação, caracterizando-o pelo uso de difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Esse material foi usado em conjunto a partículas maiores de Zn1,33Ga1,335Sn0,33O4:0,5%Cr (ZGSO:Cr3+), conhecido por possuir luminescência persistente na região de 700 nm após excitação no ultravioleta e no verde, e homogeneizados por um método de impregnação a seco. ZGSO:Cr3+ foi caracterizado com o auxílio de difração de raios X, espalhamento de luz dinâmico e microscopia eletrônica de transmissão. Esse compósito foi capaz de realizar luminescência persistente com excitação no infravermelho, emitindo luz por mais de um minuto após o fim da excitação. Sugeriu-se um mecanismo de transferência de energia radiativa que explica como as armadilhas de ZGSO:Cr3+ são carregadas pelo upconversion, com a emissão verde do íon Er3+ carregando as armadilhas de defeitos de espinélio invertido de ZGSO:Cr3+.