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dc.contributor.advisorAntonio Medina Netopt_BR
dc.contributor.authorPezarini, Rogério Ribeiropt_BR
dc.date.accessioned2018-04-11T17:36:18Z-
dc.date.available2018-04-11T17:36:18Z-
dc.date.issued2016pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2631-
dc.description.abstractThe 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.en
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Maringápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectVidros aluminosilicatos de cálciopt_BR
dc.subjectDiferentes concentraçõespt_BR
dc.subjectSílicapt_BR
dc.subjectEstado de oxidação de íon cromopt_BR
dc.subjectVidrospt_BR
dc.subjectEstados de valênciapt_BR
dc.subjectConcentração de sílicapt_BR
dc.subjectBrasil.pt_BR
dc.subjectGlassen
dc.subjectLifetimeen
dc.subjectValence statesen
dc.subjectSilica concentrationen
dc.subjectBrazil.en
dc.titleInfluência da composição da matriz nas propriedades espectroscópicas e luminescentes dos vidros aluminosilicato de cálcio dopados com Er e Crpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.referee1Otavio Akira Sakai - IFPR-
dc.contributor.referee2Juraci Aparecido Sampaio - UENF-
dc.contributor.referee3Jurandir Hillmann Rohling - UEM-
dc.contributor.referee4Francielle Sato - UEM-
dc.description.resumoNeste trabalho estudamos o efeito da composição da matriz nas propriedades espectroscópicas e luminescentes dos vidros aluminosilicato de cálcio (CAS) dopados com Er e Cr. Para o material dopado com 0,5% em massa de Er2O3, foram estudadas amostras com diferentes composições variando a quantidade de sílica (SiO2) de 7 a 55% (em massa). Estas amostras foram preparadas em forno a vácuo, a fim de eliminar a contribuição das Hidroxilas (OH-), no processo de relaxação não radiativa. Nas amostras dopadas com érbio, verificamos que o tempo de vida do nível 4I11/2 dos íons de Er3+, diminui significativamente com o aumento da quantidade de sílica, resultado esse relacionado com aumento da energia de fônons. A partir da comparação do tempo de vida experimental com os obtidos pelo cálculo do modelo de Judd-Ofelt, observamos uma diferença de três ordens de grandeza, sendo os valores medidos aproximadamente mil vezes menor que os previstos pelo modelo teórico. Modelamos um sistema de equação de taxas considerando as principais interações nos vidros aluminosilicato de cálcio dopados com Er3+ e calculamos a probabilidade de transição não radiativa. Verificamos que o decaimento a partir do nível 4I11/2 dos íons de Er3+ é governado pelo processo de relaxação multifônica. Para o estudo da dopagem com Cr foram preparadas amostras com 7% (LSCAS) e 34% (CAS34) de sílica dopadas com 0,1 e 0,5 % de Cr2O3. Identificamos a formação de diferentes estados de valência: Cr3+, Cr4+ e Cr6+. Verificamos a presença do Cr6+ em ambas as composições, o qual foi identificado pela intensa banda de absorção na região do ultravioleta, associada a banda de transferência de carga. Nas amostras CAS34, verificamos a formação do estado de valência (+3) em simetria octaédrica com fraca interação com o campo cristalino, responsável pela larga banda de emissão centrada em 860 nm. Nas amostras LSCAS identificamos a presença do Cr4+ em simetria tetraédrica, responsável pela emissão na região de 1400 nm. E, por fim, constatamos que a formação dos estados de valência (+3) e (+4) são dependentes do número de oxigênio não-ligados no material hospedeiro e acreditamos que a concentração de sílica é o fator responsável pela formação das diferentes configurações de valência.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Física-
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUEMpt_BR
dc.subject.cnpq1Ciências Exatas e da Terrapt_BR
dc.publisher.localMaringá, PRpt_BR
dc.description.physicalxiii, 89 [7] fpt_BR
dc.subject.cnpq2Físicapt_BR
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exataspt_BR
Aparece nas coleções:3.5 Tese - Ciências Exatas (CCE)

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