Influência da codopagem na luminescência persistente de cerâmicas de BaAl2O4:Eu,TR sinterizadas a laser

Autor: Silva, Deyvid do Carmo
Přispěvatelé: Silva, Ronaldo Santos da, Sampaio, David Vieira
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFS
Universidade Federal de Sergipe (UFS)
instacron:UFS
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In the last decades, the interest in materials with persistent luminescence (LP) has grown considerably, and this kind of material has been studied and improved constantly. There are countless possibilities for applications of this class of materials, from the simplest, as decoration items, to the most advanced, such as in medicine and radiation sensors. Barium aluminate (BaAl2O4) doped with some rare earth ions, in particular Europium (Eu), shows the property of LP. However, the single doping with Eu does not guarantee a long-lasting LP, and an alternative to improve this characteristic has been multiple doping. Here, we investigated the influence of codoping on the LP of BaAl2O4 ceramics doped with Eu and codoped with different rare earth (Dy, Er, Nd, Pr, and Tm). The BaAl2O4 powders were prepared by the Pechini method and the ceramics were sintered by the laser sintering method, which uses a CO2 laser as a heating source. The samples were characterized using the techniques of Differential Thermal Analysis and Thermogravimetry (DTA/TG), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Photoluminescence (PL). The laser sintered ceramics presented the main phase of BaAl2O4 with a homogeneous microstructure and high density when sintered at 1.6 W/mm2 . The ceramics exhibited PL emission at 495 nm, which is characteristic of Eu2+ in the BaAl2O4 matrix, indicating that there was an Eu valence reduction during laser sintering, even though the whole process was performed in an open atmosphere. Also, all ceramics showed persistent luminescence, visible to the naked eye for more than 15 min of a decay time. It was observed that single or double codoping plays an important role in the LP of BaAl2O4:Eu2+, making it possible to define which rare earth and their respective concentrations are more efficient. Finally, based on the results obtained, it was possible to propose a preliminary model for the LP in BaAl2O4:Eu2+ considering the insertion of two codopants. Nas últimas décadas o interesse por materiais que apresentam luminescência persistente (LP) tem crescido consideravelmente, sendo estudados e aprimorados constantemente. Inúmeras são as possibilidades de aplicações desta classe de materiais, desde as mais simples como artigos de decoração até mais avançadas como na medicina e em sensores de radiação. O aluminato de Bário (BaAl2O4) quando dopado com determinados íons terras raras, em particular o Eu, apresenta a propriedade de LP, porém a dopagem única com o Eu não garante uma LP duradoura, e uma alternativa para melhorar tal característica tem sido a dopagem múltipla. No presente trabalho foi investigada a influência da codopagem na LP de cerâmicas de BaAl2O4 dopadas com Eu e codopadas com diferentes terras raras (Dy, Er, Nd, Pr e Tm). Os materiais foram preparados pelo método Pechini e as cerâmicas sinterizadas por meio da sinterização a laser, a qual utiliza um laser de CO2 como fonte de aquecimento. As amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Análise térmica diferencial e Termogravimetria (DTA/TG), Difração de raios X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Fotoluminescência (PL). As cerâmicas sinterizadas a laser apresentaram a fase principal do BaAl2O4 com microestrutura homogênea e alta densidade quando sinterizadas a 1,6 W/mm2 . As cerâmicas exibiram emissão PL em 495 nm, característica do Eu2+ na matriz do BaAl2O4, indicando que houve redução do Eu durante a sinterização a laser, mesmo todo o processamento tendo sido realizado em atmosfera aberta. Todas as cerâmicas também apresentaram luminescência persistente, visível a olho nu com mais de 15 minutos de tempo de decaimento. Foi observado que a codopagem simples ou dupla possui um importante papel na LP do BaAl2O4:Eu2+, sendo possível definir quais terras raras e suas respectivas concentrações apresentam maior eficiência. Finalmente, considerando os resultados obtidos, foi possível propor um modelo preliminar para a LP no BaAl2O4:Eu2+ que considera a inserção de dois codopantes. São Cristóvão
Databáze: OpenAIRE
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