Publicação: Estudo optoestrutural de perovskitas de iodeto de césio e chumbo em vidro borossilicato: efeitos da dopagem com terras raras e nióbio
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENSOUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.
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Resumo
Neste trabalho, as propriedades estruturais e ópticas de perovskitas de CsPbI3 incorporadas em uma matriz vítrea de borossilicato, dopadas com íons de terras raras (Nd3+, Er3+, Sm3+ e Ho3+) e codopadas com Nb5+ foram investigadas. Os resultados mostram que o aumento da concentração de Nb5+ favorece sua incorporação à matriz vítrea e promove a formação da fase cúbica da perovskita. A adição de íons de terras raras também contribui para a estabilização dessa fase, embora sem evidência de um elemento dominante. A espectroscopia Raman confirmou a presença de modos vibracionais da matriz SNAB e a atuação do Nb5+ como modificador de rede. Os espectros de fotoluminescência, obtidos em função da temperatura, exibiram bandas associadas à CsPbI3, com máximo em ~720 nm (1,72 eV) a 77 K, deslocando-se para ~700 nm (1,78 eV) com o aumento da temperatura, além de alargamento espectral e supressão térmica da emissão. As amostras dopadas com Er3+ são o conjunto mais interessante pela estabilização da fase cúbica bem como um potencial termômetro ótico com sensibilidade relativa de 4,3 % K-1. Esses resultados evidenciam que a codopagem com Nb5+ e íons de terras raras é uma estratégia eficiente para controlar a estabilidade estrutural e as propriedades ópticas de perovskitas de CsPbI3 em matrizes vítreas.
Abstract
In this work, the structural and optical properties of CsPbI3 perovskites embedded in a borosilicate glass matrix, doped with rare-earth ions (Nd3+, Er3+, Sm3+, and Ho3+) and co-doped with Nb⁵⁺, were investigated. The results show that increasing the Nb5+ concentration favors its incorporation into the glass matrix and promotes the formation of the cubic perovskite phase. The addition of rare-earth ions also contributes to the stabilization of this phase, although no dominant element could be identified. Raman spectroscopy confirmed the presence of vibrational modes associated with the SNAB glass matrix and the role of Nb5+ as a network modifier. Temperature-dependent photoluminescence spectra exhibited emission bands attributed to CsPbI3, with a maximum at ~720 nm (1.72 eV) at 77 K, shifting to ~700 nm (1.78 eV) with increasing temperature, accompanied by spectral broadening and thermal quenching. Among the investigated samples, the Er3+-doped compositions are the most promising, due to the effective stabilization of the cubic phase and their potential application as optical thermometers, exhibiting a relative sensitivity of 4.3% K-1. These results demonstrate that co-doping with Nb5+ and rare-earth ions is an efficient strategy to control the structural stability and optical properties of CsPbI3 perovskites embedded in glass matrices.
Palavras-chave
perovskita, haleto de chumbo, terra-rara, fase cúbica
Citação
CAMILO, Nilmar Silva. Estudo optoestrutural de Perovskitas de iodeto de césio e chumbo em vidro de borossilicato: efeitos da dopagem com terras raras e nióbio. 2026. 179 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.5019