Propriedades ópticas e estruturais dos vidros boratos puros e dopados com Nd2O3

• Main Author: Sousa, Nuccia Carla Arruda de
• Other Authors: Vermelho, Marcos Vinícius Dias
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alagoas 2017
• Subjects: Óptica; Matriz vítrea borato; Judd-Ofelt - Parâmetros; Efeito nefelauxético; Espectroscopia vibracional; Optical; Borate glass matrix; Nephelauxetic effect; Vibrational spectroscopy; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Online Access: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1700

We investigated from the point of view of optical and vibrational the matrix 60B203 - (20 - x)Na2O - 10PbO - 10Al2O3 : xTiO2, with x= 0, 1, 2, 3, 4, e 5 mol% glasses, in order to understand the changes brought with the substitution of sodium oxide Na2O titanium oxide per TiO2. We performed measurements of X-ray diffraction, which revealed homogeneous amorphous structures throughout the composition range. The absorption spectra showed that the energy of the optical band gap (∆Eopt) and Urbach energy (UE) decreased with increased concentration of oxide TiO2. By using Vibrational Raman Spectroscopy and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, we have observed changes in the spectra, which indicated a relationship with the effect conversion BO4 to BO3 groups and the appearance of “loose” BO4, indicating that ions titanium acted as a modifier of the vitreous network. Subsequently, we investigated the effect of substitution of Na2O per TiO2 on the point of view of structural features and spectroscopic oxide dopant Nd2O3 the following borate glass matrix 60B2O3 - (20 - x)Na2O - 10PbO - 10Al2O3 : xTiO2 : yNd2O3. Were measured from X-ray patterns, temperatures glass (Tg), vibrational spectroscopy and Raman and Infrared measurements of optical absorption and emission spectra. The tendency of the glass transition temperature (Tg), Judd-Ofelt parameters, Ω(2;4;6) and the ratio for Nephelauxetic with increasing concentration TiO2 and Nd2O3 were interpreted quantitatively and qualitatively in terms of connections and coordination number. Measurements of glass transition temperature (Tg) for the entire series of glass system doped with neodymium ions (Nd3+) for different concentrations of titanium (Ti) suggested changes in the rigidity of the matrix due to the change coordinating boron oxide resulting from the effect of converting BO4 to BO3. The variation of the Judd-Ofelt parameters Ω 2 and Ω 4 indicated that the average radius of the rare earth-ligand decreased creating a distribution of electron density when the ion concentration of neodymium (Nd3+) increases. === Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico === Investigamos sob o ponto de vista Óptico e vibracional a matriz vÍtrea 60B203 — (20 — x)Na2O —10PbO —10Al2O3 : xTiO2, com x= 0, 1, 2, 3, 4, e 5 mol%, a fim de compreender as mudanças causadas com a substituição de óxido de sódio (Na2O) por óxido de titânio (TiO2). Realizamos medidas de difração de Raio-X, as quais revelaram estruturas amorfas homogêneas em toda a faixa de composição. Os espectros de absorção mostraram que a energia da largura da banda óptica (∆Eopt) e a Energia de Urbach (UE) diminuíram à medida que aumentamos a concentração do óxido de titânio (TiO2). Ao utilizarmos a Espectroscopia Vibracional Raman e Infravermelho por Transformada de Fourier, observamos alterações nos espectros, as quais, indicaram uma relação com o efeito de conversão de BO4 para BO3 e o aparecimento de grupos BO4 livres, indicando que os íons de titânio atuaram como um modificador da rede vítrea. Posteriormente, investigamos as modificações nas propriedades estruturais causadas com a substituição de óxido de sódio (Na2O) por óxido de titânio (TiO2), utilizando como ponto de vista as propriedades espectroscópicas do íon dopante Nd3+ da seguinte matriz vítrea borato 60B2O3 — (20 — x)Na2O — 10PbO — 10Al2O3 : xTiO2 : yNd2O3, com x= 0, 1, 2, 3, 4, 5 mol% e y= 1, 2, 3, 4, 5 peso%. A tendência da temperatura de transição vítrea, dos parâmetros Judd-Ofelt, (2;4;6) e da razão nefelauxética em função do aumento da concentração dos óxidos de titânio (TiO2) e dos óxidos de neodímio (Nd2O3) foram interpretados quantitativamente e qualitativamente em termos das ligações da rede e do número de coordenação. As medições da temperatura de transição vítrea para toda a série do sistema vítreo dopada com íons de neodímio (Nd3+) em diferentes concentrações de óxidos de titânio (TiO2) sugeriram mudanças na rigidez da matriz, devido à mudança de coordenação do óxido de boro, resultante do efeito da conversão do BO4 para o BO3. A variação dos parâmetros de Judd-Ofelt indicaram que o raio médio do íon terra rara-ligante diminuiu criando uma redistribuição da densidade eletrônica quando a concentração do íon de neodímio (Nd3+) aumenta.