Síntese e caracterização de vidros e vitrocerâmicas à base de teluritos e fluorofosfatos dopados com lantanídeos (Er3+/Yb3+ e Pr3+)
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
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/75/75135/tde-20062023-093438/ |
Resumo: | Vidros e vitrocerâmicas de teluritos e fluorofosfatos, subclasses de vidros óxidos, devido as suas baixas energias de fônon vêm sendo extensivamente empregados no intuito de diminuir as taxas de transições não radiativas e, consequentemente, aumentar a eficiência quântica de emissão dos íons terras-raras neles contidos. Neste trabalho, as duas subclasses foram estudadas como sistemas vítreos e vitrocerâmicos quaternários, com larga transparência no visível e estabilidade térmica frente a cristalização. Os teluritos baseado no sistema TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3 (TGKB) dopados com Er3+ e Yb3+ foram obtidos como vidros e vitrocerâmicas contendo nanocristais homogeneamente distribuídos como numa fase cúbica de Bi2Te4O11. Os cristais foram estudados a partir das técnicas de microscopia de transmissão de elétrons (TEM) e difração de elétrons em área selecionada (SAED). As mudanças estruturais na matriz foram acompanhadas por espectroscopia Raman na região de 300 - 500 cm-1, mostrando os estiramentos Bi-O-Te e a redução das unidades [TeO3]. Os resultados obtidos para este conjunto mostram a importância da co-dopagem com o Yb3+ para melhores eficiências de upconversion (UC) quando comparado com amostras dopadas apenas com Er3+. O sistema fluorofosfato com base no sistema LiPO3-YF3-SrF2-CaF2 (LYSC) dopados com Pr3+ foram caracterizadas por como espectroscopia de absorção UV-Vis-NIR e fotoluminescência de emissão, excitação e tempo de vida, apresentando quenching de luminescência por concentração de Pr3+. Assim, ambas as matrizes vítreas são promissoras matrizes hospedeiras para íons terras raras para aplicações fotônicas como materiais conversores de energia, iluminação e concentradores de célula solares. |
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Síntese e caracterização de vidros e vitrocerâmicas à base de teluritos e fluorofosfatos dopados com lantanídeos (Er3+/Yb3+ e Pr3+)Synthesis and characterization of glasses and glass-ceramics based on tellurites and fluorophosphates doped with lanthanides (Er3+/Yb3+ e Pr3+)fluorofosfatofotônicaluminescence, photonicsluminescênciaoxyfluoride glassestellurite glassesteluritotransparent glass ceramicsvidros óxidosvitrocerâmicas transparentesVidros e vitrocerâmicas de teluritos e fluorofosfatos, subclasses de vidros óxidos, devido as suas baixas energias de fônon vêm sendo extensivamente empregados no intuito de diminuir as taxas de transições não radiativas e, consequentemente, aumentar a eficiência quântica de emissão dos íons terras-raras neles contidos. Neste trabalho, as duas subclasses foram estudadas como sistemas vítreos e vitrocerâmicos quaternários, com larga transparência no visível e estabilidade térmica frente a cristalização. Os teluritos baseado no sistema TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3 (TGKB) dopados com Er3+ e Yb3+ foram obtidos como vidros e vitrocerâmicas contendo nanocristais homogeneamente distribuídos como numa fase cúbica de Bi2Te4O11. Os cristais foram estudados a partir das técnicas de microscopia de transmissão de elétrons (TEM) e difração de elétrons em área selecionada (SAED). As mudanças estruturais na matriz foram acompanhadas por espectroscopia Raman na região de 300 - 500 cm-1, mostrando os estiramentos Bi-O-Te e a redução das unidades [TeO3]. Os resultados obtidos para este conjunto mostram a importância da co-dopagem com o Yb3+ para melhores eficiências de upconversion (UC) quando comparado com amostras dopadas apenas com Er3+. O sistema fluorofosfato com base no sistema LiPO3-YF3-SrF2-CaF2 (LYSC) dopados com Pr3+ foram caracterizadas por como espectroscopia de absorção UV-Vis-NIR e fotoluminescência de emissão, excitação e tempo de vida, apresentando quenching de luminescência por concentração de Pr3+. Assim, ambas as matrizes vítreas são promissoras matrizes hospedeiras para íons terras raras para aplicações fotônicas como materiais conversores de energia, iluminação e concentradores de célula solares.Telurite and fluorophosphate glasses and glass-ceramics, subclasses of oxide glasses, due to their low phonon energies have been extensively employed in order to decrease the non-radiative transitions and, consequently, increase the quantum efficiency of rare-earth luminescence. This work studied the two subclasses as quaternary glass- and glass-ceramic systems with broadly visible transparency and thermal stability against crystallization. Telurites based on the TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3 (TGKB) system doped with Er3+ and Yb3+ were obtained as glasses and glass ceramics containing homogeneously nanocrystals distribution as a cubic phase of Bi2Te4O11. The crystals were studied by transmission electron microscopy (TEM) and selected area electron diffractometry (SAED). The structural changes in the glass network were studied by Raman spectroscopy in the range of 300 - 500 cm-1, showing the Bi-O-Te stretching and the reduction of the [TeO3] units. The obtained results for this network show the importance of Yb3+ co-doping for better upconversion (UC) efficiencies when compared to a single Er3+ doped sample. The fluorophosphate based on LiPO3-YF3-SrF2-CaF2 (LYSC) system doped with Pr3+ was characterized by UV-Vis-NIR absorption and photoluminescence emission, excitation, and lifetime, showing luminescence quenching by Pr3+ concentration. Thus, both glass matrices are promising host matrices for rare-earth ions for photonic applications such as energy converter materials, lighting, and solar cell concentrators.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPManzani, DaniloSouza, Joacilia Mazzini Marques de2023-03-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-20062023-093438/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-06-20T19:12:31Zoai:teses.usp.br:tde-20062023-093438Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-06-20T19:12:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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