Publicação: Efeitos da atmosfera de síntese e de fluoretos nos parâmetros espectroscópicos de Er3+ em vidros fosfatos
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
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Orientador
Coorientador
Silva, Anielle Christine Almeida
Resumo
Neste trabalho, estudamos o efeito da atmosfera de síntese e/ou a adição de
LiF ou de CaF2 nos parâmetros espectroscópicos dos íons de Er3+ inseridos nas
Matrizes Vítreas PAN e PANK com composições nominais 60P205 . 10Al2O3 .
30Na2O (mol%) e 40P2O5 . 20Al2O3 . 35Na2O . 5K2O (mol%), respectivamente,
dopadas com xEr2O3 (x = 0,0 e 1,0 wt%) e/ou yLiF (y = 0,0 e 5,0 wt%) e/ou zCaF2 (z
= 0,0 e 5,0 wt%), sintetizadas pelo método de fusão. Esse estudo foi realizado com
base, principalmente, em espectros de Absorção Óptica (AO) em conjunto com a
Teoria de Judd-Ofelt (JO), Análise Térmica Diferencial (DTA), Espectroscopia
Raman (ER), Fotoluminescência (PL) e Fotoluminescência de Resolução Temporal
(PLRT), bem como a determinação do Índice de Refração (n), da densidade (ρA em
g/cm³) e das concentrações de íons Er3+ (N). A síntese das amostras em atmosfera
controlada (AC), bem como a adição de LiF e CaF2, separadamente, reduziram
significativamente a densidade de hidroxila (OH) e consequentemente foi observado
um aumento no tempo de vida do estado 4I13/2 e na eficiência quântica da transição
4
I13/2 → 4I15/2 dos íons de Er3+. Isto em comparação com as amostras sintetizadas em
atmosfera normal (AN) ou sem a adição de LiF ou CaF2 nas amostras. Diante destes
resultados, concluímos que a densidade de hidroxila (OH) é determinante quanto
aos parâmetros espectroscópicos de Er3+ inseridos nas matrizes vítreas PAN e
PANK, e que pode ser reduzida tanto sintetizadas em atmosfera controlada (AC)
como ao adicionar LiF ou CaF2.
Abstract
In this work, we study the effect of the synthesis atmosphere and / or the
addition of LiF or CaF2 on the spectroscopic parameters of Er3+ ions inserted in PAN
and PANK Glass Matrices with nominal compositions 60P205 . 10Al2O3 . 30Na2O
(mol%) e 40P2O5 . 20Al2O3 . 35Na2O . 5K2O (mol%), respectively, doped with xEr2O3
(x = 0,0 e 1,0 wt%) and/or yLiF (y = 0,0 e 5,0 wt%) and/or zCaF2 (z = 0,0 e 5,0 wt%),
synthesized by the fusion method. This study was based mainly on Optical
Absorption (AO) spectra in conjunction with Judd-Ofelt Theory (JO), Differential
Thermal Analysis (DTA), Raman Spectroscopy (ER), Photoluminescence (PL) and
Photoluminescence of Time Resolution (PLRT), as well as the determination of the
Refractive Index (n), the density (ρA in g / cm³) and the concentrations of Er3+ ions
(N). Synthesis of controlled atmosphere (AC) samples as well as the addition of
these fluorides significantly reduced hydroxyl (OH) density and consequently an
increase in the 4I13/2 state lifetime and the quantum efficiency of the transition was
observed 4I13/2 → 4I15/2 of the Er3+ ions. This compared to samples synthesized under
normal atmosphere (AN) or without the addition of LiF or CaF2 in the samples. Based
on these results, we conclude that the hydroxyl density (OH) is determinant regarding
the Er3+ spectroscopic parameters inserted in the PAN and PANK glass matrices,
which can be reduced both in controlled atmosphere (AC) and by adding LiF or CaF2.
Palavras-chave
Vidros fosfatos, Érbio, Teoria de Judd-Ofelt, Dopagem com fluoretos, Atmosfera controlada, Física, Phosphate glasses, Erbium, Judd-Ofelt theory, Doping with fluorides and controlled atmosphere
Citação
CAETANO, Marlon. Efeitos da atmosfera de síntese e de fluoretos nos parâmetros espectroscópicos de Er3+ em vidros fosfatos. 2020. 132 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.88