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Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese e caracterização dos vidros cálcio boroteluretos dopados com Sm2O3
Título(s) alternativo(s): Synthesis and characterization of Sm2O3 doped borotellite calcium glasses
Autor: Queiroz , Maria Nayane de 
Primeiro orientador: PEDROCHI, Franciana
Primeiro coorientador: Barboza, Márcio José
Resumo: Os vidros cálcio boroteluretos dopados com Sm2O3 estudados neste trabalho foram sintetizados pelo método de fusão/resfriamento e caracterizados quanto às suas propriedades estruturais, térmicas, espectroscópicas e ópticas. Essas propriedades foram analisadas em função da concentração de TeO2. A análise das propriedades foi feita por meio das seguintes caracterizações: densidade volumétrica (método de Arquimedes), difração de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia no infravermelho via transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção óptica, análise térmica diferencial (DTA), calor específico, índice de refração, fotoluminescência e tempo de vida, além do cálculo dos valores de energia de band gap óptico, polarizabilidade eletrônica, número de íons por centímetro cúbico, distância interiônica, cromaticidade, razão dipolo elétrico/dipolo magnético (DE/DM) e razão laranja/vermelho. A densidade e o volume molar tiveram um aumento simultâneo devido ao aumento da massa molar do vidro. Os espectros de difratometria de raios-X mostraram que todas as amostras são amorfas e sem a presença de cristalitos. A temperatura de transição vítrea e o calor específico das amostras diminuíram com o aumento da concentração de TeO2. Os resultados de Raman e FTIR mostraram a presença das estruturas TeO3, TeO3+1, TeO4, BO3 e BO4.O índice de refração também teve um aumento, devido ao aumento da densidade e da polarizabilidade eletrônica. Por meio dos espectros de absorção óptica foi comprovada a inserção do dopante nas amostras, pois apresentam picos de absorção característicos do Sm3+, sendo o pico mais intenso em ~402 nm. A intensidade de emissão teve uma redução (~2,2%) com o aumento de TeO2. O tempo de vida para a emissão em ~598 nm também teve uma redução com o aumento da concentração de TeO2, devido ao aumento de oxigênios não-ligados (NBOs). A cromaticidade das amostras analisadas pelo diagrama CIE, mostrou uma pequena variação nas posições x e y, no entanto, sob inspeção visual não houve variação da cor emitida. Os resultados mostraram que o material sintetizado apresenta boas propriedades, com potencial para ser aplicado em dispositivos fotônicos, como lasers de estado sólido, lasers emissores de luz (LEDs), dentre outros.
Abstract: The Sm2O3-doped calcium borotellurite glasses studied in this research were synthesized by melt-quenching method, characterized according to their structural, thermal, spectroscopic and optical properties and analyzed as a function of TeO2 concentration. The analysis of the properties was performed by the following characterizations: X-ray diffraction, volumetric density, Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), optical absorption spectroscopy, differential thermal analysis (DTA), specific heat, refractive index, photoluminescence and lifetime decay. In addition, molar volume, optical band gap, electronic polarizability, number of ions per cubic centimeter, interionic distance, chromaticity, DE/DM ratio and orange/red ratio values were also evaluated. The results have showed that the increase of TeO2 concentration increased the volumetric density (~41%). The X-Ray spectra confirmed the amorphous nature of the samples. The Raman and FTIR results indicated the presence of the following structures: TeO3, TeO3+1, TeO4, BO3 and BO4. Moreover, the increase of nonbridging oxygen was confirmed. The increase of the TeO2 concentration decreased the specific heat and the glass transition temperature of the samples. The refractive index increased, due to an increase of density and electronic polarizability. The insertion of the doping agent was confirmed by the optical absorption spectra, which presented peaks characteristic of Sm3+ ions (most intense peak at ~402 nm). The emission intensity of the Sm3+ ions decreased (~2.2%) with the increase of TeO2 concentration. The chromaticity of the samples analyzed by CIE diagram showed small variation at x and y positions. However, under visual inspection, the variation of the emitted color was not observed. The emission intensity as a function of temperature, showed a decrease for all samples. The lifetime for the emission at ~598 nm also presented a reduction with the increase of TeO2 content, due to the increase of NBOs. Therefore, the synthesized materials present good properties, and finds their applications as potential candidate for optical devices, such as solid state lasers, Light-emitting diodes (LEDs), among others.
Palavras-chave: Vidros
Cálcio boroteluretos
Samário (Sm3+)
Glasses
Calcium borotellurite
Samarium (Sm3+)
Área(s) do CNPq: Física da Matéria Condensada
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COORDENAÇÃO DO CURSO DE CIENCIA E TECNOLOGIA - IMPERATRIZ/CCSST
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: QUEIROZ, Maria Nayane de. Síntese e caracterização dos vidros cálcio boroteluretos dopados com Sm2O3. 2016. 89 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/1347
Data de defesa: 25-Nov-2016
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