63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada

Sistema ZnO-SiO2 dopado com Er, Eu e Yb: Estrutura e emissão.

Júlio César Vieira Santos 1 Lauro June Queiroz Maia 1

1. Instituto de Física da Universidade Federal de Goiás

INTRODUÇÃO:

Materiais a base de óxidos são de grande interesse nas pesquisas envolvendo áreas de telecomunicação, óptica integrada e tecnologias de displays, por apresentarem características físicas únicas. Óxido de zinco(ZnO) e sílica(SiO2) são dois matérias que vem sendo estudados por apresentarem aplicações potenciais de alto impacto tecnológico e científico. Neste trabalho o sistema ZnO – SiO2 foi estudado como uma matriz para a dopagem com Er+3 e Yb3+ para aplicações em guias de ondas e dopagem de Eu+3para aplicação em tecnologias de displays. Tendo como objetivo encontrar a composição mais adequada de ambos os dopantes de forma a ter alta emissão fotoluminescente.

METODOLOGIA:

Foi utilizado uma rota química mista de sol/gel e Pechinni para a obtenção de pós nanoestruturados do sistema xZnO – (1-x)SiO2 + 1 % em mol (Er, Eu, Yb). Os pós foram tratados termicamente nas temperaturas de 700, 800, 900, 1000 e 1100°C. Os pós foram analisados estruturalmente por difração de raios x e espectroscopia por transformada de Fourier, e opticamente por fotoluminescência na região do visível e do infravermelho próximo.

RESULTADOS:

A analise estrutural mostrou que para concentrações intermediárias de SiO2 na faixa de 20 a 80 % em mol, o sistema quando tratado a temperaturas de 900 a 1100°C apresenta uma fase cristalina de silicato de zinco(Zn2SiO4 - willimeta) enquanto que para concentrações altas de ZnO de 80 a 100 % em mol, o sistema apresenta fase cristalina do ZnO hexagonal(wurtizita). Quando correlacionamos essa análise estrutural com a fotoluminescência notou-se evidências claras de que as composições intermediárias são favoráveis para a emissão no infravermelho próximo, enquanto que no visível temos a presença de alguns fenômenos como up-conversion quando o sistema é co-dopado com Er e Yb. A dopagem de Eu nós propiciou a estudar os sítios preferenciais do íon na estrutura cristalina.

CONCLUSÃO:

Com este trabalho concluímos que o sistema ZnO-SiO2 é bastante promissor como matriz para dopagem com terras raras. A estrutura apresentada pelo sistema quando tratados a alta temperatura propiciam uma diminuição na perda de processos radioativos de emissão.

Palavras-chave: Fotoluminescência;, Sol/gel, Nanoestruturas.