EStudo fundamental da interação de nanopartículas metálicas com íons terras raras em vidros e vitrocerâmicas para aplicações na região do infravermelho /

• Main Author: Silva, Mariana Carolina de Castro.
• Other Authors: Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Instituto de Química.
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Araraquara, 2015
• Subjects: Vidros oticos.; Terras raras.; Nanopartículas.; Prata.; Luminescencia.; Silver.
• Online Access: http://hdl.handle.net/11449/124466

Orientador:Marcelo Nalin === Banca: Andrea Simone Stucchi de Camargo === Banca: Alvarez Bernadez === Banca: Rogéria Rocha Gonçalves === Resumo:Este trabalho teve como objetivo estudar os processos de transferência de energia em materiais vítreos e vitrocerâmicos contendo nanopartículas de prata e íons terras raras. Foram escolhidos dois sistemas vítreos para esse estudo, 50GeO2-50PbO dopado com 1, 3 e 5 % em mol de AgCl e adição de Eu2O3 em concentrações variando de 0,2 a 1 % em mol, e o sistema 50GeO2-20Bi2O3-20PbO-10BaO dopado com 3 % em mol de AgCl e 1 % em mol de Er2O3. As amostras vítreas foram preparadas pela metodologia de fusão seguida por choque térmico abaixo da temperatura de transição vítrea. As nanopartículas foram preparadas por tratamento térmico controlado dos vidros em temperaturas determinadas por análise térmica. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas dos vidros foram estudadas sistematicamente por análise térmica (DSC), espectroscopia Raman, espectroscopia eletrônica na região do UV-Vis, espectroscopia M-lines e luminescência. A morfologia das nanopartículas foi avaliada por microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados de luminescência do sistema binário mostraram que a adição de prata aumenta a emissão do íon európio em relação ao vidro sem adição de prata. O processo de tratamento térmico foi realizado abaixo da temperatura de transição vítrea, entretanto, induziu um processo de cristalização heterogênea nas vitrocerâmicas. Por esta razão se tornou difícil comparar os resultados obtidos de luminescência. Os resultados de luminescência do sistema quaternário, como ocorrido para o binário também mostrou um aumento da emissão, porém neste caso do íon érbio, na região do infravermelho próximo. O tratamento térmico controlado induziu a um processo de cristalização homogênea nos vidros. Os resultados de luminescência sugerem que dois mecanismos de transferência de energia possam existir. O primeiro é determinante nos vidros com menor tempo... === Abstract:This work aimed to study the energy transfer processes in both glasses and glass-ceramics containing silver nanoparticles and rare earth ions. Two vitreous systems were chosen for this study 50GeO2-50PbO doped with 1, 3 and 5 mol % AgCl and Eu2O3 at concentrations, ranging from 0.2 to 1 mol %, and the system 50GeO2-20Bi2O3-20PbO-10BaO doped with 3 mol % AgCl and 1 mol % Er2O3. The glassy samples were prepared by melt-quenching methodology. Nanoparticles were prepared by controlled thermal treatment of the glass at temperatures determined by thermal analysis. Thermal, structural and optical properties of glasses were systematically studied by thermal analysis (DSC), Raman, UV-Vis, M-lines and luminescence spectroscopy. The morphology of the nanoparticles was evaluated by transmission electron microscopy. The luminescence results obtained for the binary system showed that the addition of silver increases the emission of europium ions in comparison to the glass without silver. Heat treatment process was performed below the glass transition temperature, however, it induced a heterogeneous crystallization process during the formation of the glass-ceramics. For such reason, it has become difficult to compare the results of luminescence. The luminescence results of the quaternary system also showed an increase of emission after addition of silver, but in this case the ion studied was erbium and the emission was in the near infrared region. The controlled heat treatment led to a homogeneous crystallization process through the glass. The results suggest that two luminescence energy transfer mechanisms may exist. The first is decisive in glasses with low heat treatment time what induces low concentration of nanoparticles. In such case, an increase of emission intensity in the infrared was observed suggesting energy transfer from the nanoparticle to the rare earth ion. The second is observed in samples... === Mestre