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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Fsica (Acadmico)

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Ttulo [PT]: Influncia da composio da matriz nas propriedades espectroscpicas e luminescentes dos vidros aluminosilicato de clcio dopados com Er e Cr
Autor(es): Rogrio Ribeiro Pezarini
Palavras-chave [PT]:

Vidros aluminosilicatos de clcio. Diferentes concentraes. Slica. Estado de oxidao de on cromo. Vidros. Estados de valncia. Concentrao de slica. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Glass. Lifetime. Valence states. Silica concentration. Brazil.
Titulao: Doutor em Fsica
Banca:
Antonio Medina Neto [Orientador] - UEM
Otavio Akira Sakai - IFPR
Juraci Aparecido Sampaio - UENF
Jurandir Hillmann Rohling - UEM
Francielle Sato - UEM
Resumo:
Resumo: Neste trabalho estudamos o efeito da composio da matriz nas propriedades espectroscpicas e luminescentes dos vidros aluminosilicato de clcio (CAS) dopados com Er e Cr. Para o material dopado com 0,5% em massa de Er2O3, foram estudadas amostras com diferentes composies variando a quantidade de slica (SiO2) de 7 a 55% (em massa). Estas amostras foram preparadas em forno a vcuo, a fim de eliminar a contribuio das Hidroxilas (OH-), no processo de relaxao no radiativa. Nas amostras dopadas com rbio, verificamos que o tempo de vida do nvel 4I11/2 dos ons de Er3+, diminui significativamente com o aumento da quantidade de slica, resultado esse relacionado com aumento da energia de fnons. A partir da comparao do tempo de vida experimental com os obtidos pelo clculo do modelo de Judd-Ofelt, observamos uma diferena de trs ordens de grandeza, sendo os valores medidos aproximadamente mil vezes menor que os previstos pelo modelo terico. Modelamos um sistema de equao de taxas considerando as principais interaes nos vidros aluminosilicato de clcio dopados com Er3+ e calculamos a probabilidade de transio no radiativa. Verificamos que o decaimento a partir do nvel 4I11/2 dos ons de Er3+ governado pelo processo de relaxao multifnica. Para o estudo da dopagem com Cr foram preparadas amostras com 7% (LSCAS) e 34% (CAS34) de slica dopadas com 0,1 e 0,5 % de Cr2O3. Identificamos a formao de diferentes estados de valncia: Cr3+, Cr4+ e Cr6+. Verificamos a presena do Cr6+ em ambas as composies, o qual foi identificado pela intensa banda de absoro na regio do ultravioleta, associada a banda de transferncia de carga. Nas amostras CAS34, verificamos a formao do estado de valncia (+3) em simetria octadrica com fraca interao com o campo cristalino, responsvel pela larga banda de emisso centrada em 860 nm. Nas amostras LSCAS identificamos a presena do Cr4+ em simetria tetradrica, responsvel pela emisso na regio de 1400 nm. E, por fim, constatamos que a formao dos estados de valncia (+3) e (+4) so dependentes do nmero de oxignio no-ligados no material hospedeiro e acreditamos que a concentrao de slica o fator responsvel pela formao das diferentes configuraes de valncia.

Abstract: The effects of matrix composition on the spectroscopic properties of calcium aluminosilicate glasses (CAS) doped with Erbium (Er) and Chromium (Cr) were studied in this work. Different matrix composition with silica ranging from 7 to 55 wt% were considered by keeping the amount of Er2O3 constant (0.5 wt%). In order to prevent the occurrence of OH-, sample synthesis was carried out under vacuum atmosphere condition. Samples containing these silica proportions are referred as low silica calcium aluminosilicate and calcium aluminosilicate, respectively. For the samples doped with Er, the lifetime of Er3+ (4I11/2) showed a significant decrease by increasing amount of silica, which was related to an increase of phonon energy. By comparing the experimental lifetime with those obtained theoretically by the Judd-Ofelt model, we observed a difference of three orders of magnitude, i.e., the values measured were about thousand times smaller than those predicted by the theoretical model. To calculate the probability of non-radiative transitions, we have established a system of equations taking into account the major interactions of calcium aluminosilicate glasses doped with Er3+. We found that the decay process from the 4I11/2 level of Er3+ is ruled by multiphonon relaxation process. With regard to study the effects of Cr, matrices with 7 and 34 wt% of silica were doped with 0.1 and 0.5 wt% of Cr2O3. Different valence states, namely Cr3+, Cr4+ and Cr6+ were observed in the samples. The presence of Cr6+ were observed in both compositions evidenced by the intense absorption band in the ultraviolet region, which is associated with charge transfer band. In CAS34 samples, we noted the formation of the (+3) valence state in octahedral symmetry with weak interaction with the crystal field. This valence state is the origin of the intense broadband emission centered at 860 nm. In the case of LSCAS samples, the valence state observed was Cr4+ in tetrahedral symmetry, resulting in an emission band at 1400 nm. As a final point, we verified that the formation of (+3) and (+4) valence states depends on the number of non-bridging oxygen (NBOs) in the host material. We think that silica concentration is the central issue accountable for the formation of different valences.
Data da defesa: 31/10/2016
Cdigo: vtls000225008
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2016
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Antonio Medina Neto
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Exatas. Programa de Ps-Graduao em Fsica
Nvel: Tese (doutorado em Fsica)
UEM: Departamento de Fsica

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: rogerio_ribeiro_pezarini_2016.pdf
Tamanho: 3636 Kb (3722955 bytes)
Criado: 27-03-2017 11:40
Atualizado: 27-03-2017 11:49
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