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Luminescência persistente no visível e infravermelho em oxissulfetos de terras raras preparados por síntese no estado sólido assistida por micro-ondas (2016)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: MACHADO, IAN POMPERMAYER - IQ
  • Unidades: IQ
  • Sigla do Departamento: QFL
  • Subjects: ESPECTROSCOPIA; QUÍMICA INORGÂNICA; TERRAS RARAS; ESTADO SÓLIDO; LUMINESCÊNCIA
  • Language: Português
  • Abstract: A maioria dos materiais que apresentam o fenômeno da luminescência persistente possuem o íon ‘Eu POT.2+’ como ativador, exibindo emissões sintonizáveis entre o azul e o verde. Entretanto, materiais com luminescência persistente na região do vermelho e infravermelho próximo (Near Infrared - NIR) são ainda pouco reportados na literatura. Portanto, foram preparados neste trabalho os materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S.Ln POT.3+’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S.Ln POT.3+’,’Mg POT.2+’,’Ti POT.3+/IV’ (‘TR POT.3+’: La, Gd e Y; ‘Ln POT.3+’: Eu e Yb) pelo método de síntese no estado sólido assistido por micro-ondas. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de Difração de raios X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de absorção no infravermelho (IV), Espectroscopia de absorção de raios X próximo a borda com radiação síncrotron (XANES), Termoluminescência (TL) e Espectroscopia de excitação na região do UV-UV vácuo com radiação síncrotron. Quando excitados na banda de absorção da matriz (band gap) ou por exemplo, nas bandas de transferência de carga LMCT ‘O POT.2-‘(2p) → ‘Eu POT.3+’(‘4f POT.6’) e ‘S POT.2-‘(3p) → ‘Eu POT.3+’(‘4f POT.6’), os materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S:’Eu POT.3+’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S:’Eu POT.3+’,’Mg POT.2+’,’Ti POT.3+/IV’ apresentam um grande número de bandas de emissão finas atribuídas às transições ‘ANTPOT.5 D IND.2,1,0’ → ‘ANTPOT.7 F IND.J’ do íon ‘Eu POT.3+’. Os dados espectroscópicos sugerem um alto grau de covalência e uma baixa energia de fônons para as matrizes ‘TR IND.2 O IND.2 S’. Além do mais, os materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S:Yb POT.3+’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S:Yb POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’ apresentam bandas de emissão finas na faixa 900-1050 nm (NIR) atribuídas à transição‘ANTPOT.2 F IND.5/2’ → ‘ANTPOT.2 F IND.7/2’ do íon ‘Yb POT.3+’. Os mecanismos de luminescência persistente foram propostos para os materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Ln POT.3+’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Ln POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’ (‘TR POT.3+’: La, Gd e Y; ‘Ln POT.3+’: Eu, Yb) e podem ser via armadilhamento de buracos ou via armadilhamento de elétrons. O mecanismo via armadilhamento de buracos é relativo à excitação dos íons ‘Eu POT.3+’ e ‘Yb POT.3+’ e explica a existência do fenômeno da luminescência persistente nos materiais sem co-dopantes (‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Eu POT.3+’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Yb POT.3+’). De outra forma, o mecanismo via armadilhamento de elétrons ocorre nos materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Eu POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’ e ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Yb POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’ para a emissão oriunda do íon ‘Ti POT.3+’. Nos materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Eu POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’ observa-se o processo de transferência de energia ‘Ti POT.3+’ → ‘Eu POT.3+’, o que leva a uma luminescência persistente mais eficiente do íon ‘Eu POT.3+’. Por outro lado, devido à grande diferença de energia entre os íons ‘Ti POT.3+’ e ‘Yb POT.3+’, o processo de transferência de energia ‘Ti POT.3+’ → ‘Yb POT.3+’ não acontece para os materiais ‘TR IND.2 O IND.2 S’: ‘Yb POT.3+’, ‘Mg POT.2+’, ‘Ti POT.3+/IV’. Portanto, a luminescência persistente ocorre via mecanismo de armadilhamento de buracos simultaneamente ao de armadilhamento de elétrons, obtendo uma luminescência persistente com contribuição no visível oriunda do íon ‘Ti POT.3+’ e no NIR do íon ‘Yb POT.3+’. Os materiais apresentam um grande potencial em aplicações einovação tecnológica na área de fotônica como sondas biológicas luminescentes e sensibilizadores de células solares
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.04.2016
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    • ABNT

      MACHADO, Ian Pompermayer; BRITO, Hermi Felinto de. Luminescência persistente no visível e infravermelho em oxissulfetos de terras raras preparados por síntese no estado sólido assistida por micro-ondas. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-17082016-081843/ >.
    • APA

      Machado, I. P., & Brito, H. F. de. (2016). Luminescência persistente no visível e infravermelho em oxissulfetos de terras raras preparados por síntese no estado sólido assistida por micro-ondas. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-17082016-081843/
    • NLM

      Machado IP, Brito HF de. Luminescência persistente no visível e infravermelho em oxissulfetos de terras raras preparados por síntese no estado sólido assistida por micro-ondas [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-17082016-081843/
    • Vancouver

      Machado IP, Brito HF de. Luminescência persistente no visível e infravermelho em oxissulfetos de terras raras preparados por síntese no estado sólido assistida por micro-ondas [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-17082016-081843/

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