Síntese de nanopartículas de molibdatos e tungstatos de bário dopados com íons terras raras para aplicação em LED'S

Autor: Renan Paes Moreira
Přispěvatelé: Maria Claudia França da Cunha Felinto, Helliomar Pereira Barbosa, Ercules Epaminondas de Sousa Teotonio
Rok vydání: 2021
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
DOI: 10.11606/d.85.2021.tde-18112021-100440
Popis: Recentemente, a síntese de compostos inorgânicos luminescentes com morfologia controlada é um dos assuntos mais estudados para o desenvolvimento de novos nanofosforos dopados com íons terras raras com propriedades espectroscópicas atraentes, que são amplamente utilizados em campos como fotônica, iluminação, sensores, marcadores ópticos, etc. Assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento e investigação das propriedades estruturais, espectroscópicas e eletrônicas de compostos BaWO4 e BaMoO4 dopados com Eu3+ e Tb3+ obtidos pelo método de coprecipitação, visando aplicações em dispositivos de Diodos Emissores de Luz (LEDs). Um estudo sistemático foi realizado para determinar a concentração ideal de dopagem a fim de obter luminescência de alta intensidade e rendimento quântico eficiente de emissão de luz. A análise estrutural por Difração de Raios-X de Pó mostrou uma estrutura característica estável do tipo scheelita para todos os compostos estudados. A morfologia e a distribuição elementar foram sondadas por Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, em que a distribuição homogênea dos íons também foi identificada mesmo em altas concentrações de dopagem (até 10% molar). O comportamento da luminescência foi estudado por espectroscopia de refletância difusa e espectroscopia de luminescência padrão, exibindo emissão vermelha característica de íon Eu3+ e contribuições significativas de transferência de carga de ligante para metal (LMCT) na região do UV. O diagrama de cores CIE e a temperatura de cor correlacionada também foram investigados, onde foi possível observar desvios espectrais para o vermelho atribuídos a distorções estruturais ao redor do íon metálico com o aumento da concentração de Eu3+. Recently, the synthesis of luminescent inorganic compounds with controlled morphology is one of the most studied subjects for the development of new rare earth doped nanophosphors with attractive spectroscopic properties, which are widely used in fields such as photonics, lighting, sensors, optical markers, etc. Thus, this work presents the development and investigation of the structural, spectroscopic and electronic properties of BaWO4 and BaMoO4 compounds doped with Eu3+ and Tb3+ obtained by the coprecipitation method, aiming at applications in Light Emitting Diodes (LEDs) devices. A systematic study was carried out to determine the ideal doping concentration in order to obtain high intensity luminescence and efficient quantum yield of light emission from lanthanides. The structural analysis by X-Ray Powder Diffraction showed a stable characteristic structure of the scheelite type for all the studied compounds. Morphology and elemental distribution were probed by Scanning Electron Microscopy coupled to X-ray dispersive energy spectroscopy, where the homogeneous distribution of ions was also identified even at high doping concentrations (up to 10 mol%). The luminescence behavior was studied by diffuse reflectance spectroscopy and standard luminescence spectroscopy, exhibiting characteristic red emission of Eu3+ ion and significant contributions of binder to metal charge transfer (LMCT) in the UV region. The CIE color diagram and the correlated color temperature were also investigated, where it was possible to observe spectral deviations towards the red attributed to structural distortions around the metallic ion with the increase in the concentration of Eu3+.
Databáze: OpenAIRE
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