Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T21:10:26Z No. of bitstreams: 1 MariaQueiroz.pdf: 2090669 bytes, checksum: c6260460d0519cea58bbd10d9c9f8334 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T21:10:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaQueiroz.pdf: 2090669 bytes, checksum: c6260460d0519cea58bbd10d9c9f8334 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / The Sm2O3-doped calcium borotellurite glasses studied in this research were synthesized by melt-quenching method, characterized according to their structural, thermal, spectroscopic and optical properties and analyzed as a function of TeO2 concentration. The analysis of the properties was performed by the following characterizations: X-ray diffraction, volumetric density, Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), optical absorption spectroscopy, differential thermal analysis (DTA), specific heat, refractive index, photoluminescence and lifetime decay. In addition, molar volume, optical band gap, electronic polarizability, number of ions per cubic centimeter, interionic distance, chromaticity, DE/DM ratio and orange/red ratio values were also evaluated. The results have showed that the increase of TeO2 concentration increased the volumetric density (~41%). The X-Ray spectra confirmed the amorphous nature of the samples. The Raman and FTIR results indicated the presence of the following structures: TeO3, TeO3+1, TeO4, BO3 and BO4. Moreover, the increase of nonbridging oxygen was confirmed. The increase of the TeO2 concentration decreased the specific heat and the glass transition temperature of the samples. The refractive index increased, due to an increase of density and electronic polarizability. The insertion of the doping agent was confirmed by the optical absorption spectra, which presented peaks characteristic of Sm3+ ions (most intense peak at ~402 nm). The emission intensity of the Sm3+ ions decreased (~2.2%) with the increase of TeO2 concentration. The chromaticity of the samples analyzed by CIE diagram showed small variation at x and y positions. However, under visual inspection, the variation of the emitted color was not observed. The emission intensity as a function of temperature, showed a decrease for all samples. The lifetime for the emission at ~598 nm also presented a reduction with the increase of TeO2 content, due to the increase of NBOs. Therefore, the synthesized materials present good properties, and finds their applications as potential candidate for optical devices, such as solid state lasers, Light-emitting diodes (LEDs), among others. / Os vidros cálcio boroteluretos dopados com Sm2O3 estudados neste trabalho foram sintetizados pelo método de fusão/resfriamento e caracterizados quanto às suas propriedades estruturais, térmicas, espectroscópicas e ópticas. Essas propriedades foram analisadas em função da concentração de TeO2. A análise das propriedades foi feita por meio das seguintes caracterizações: densidade volumétrica (método de Arquimedes), difração de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia no infravermelho via transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção óptica, análise térmica diferencial (DTA), calor específico, índice de refração, fotoluminescência e tempo de vida, além do cálculo dos valores de energia de band gap óptico, polarizabilidade eletrônica, número de íons por centímetro cúbico, distância interiônica, cromaticidade, razão dipolo elétrico/dipolo magnético (DE/DM) e razão laranja/vermelho. A densidade e o volume molar tiveram um aumento simultâneo devido ao aumento da massa molar do vidro. Os espectros de difratometria de raios-X mostraram que todas as amostras são amorfas e sem a presença de cristalitos. A temperatura de transição vítrea e o calor específico das amostras diminuíram com o aumento da concentração de TeO2. Os resultados de Raman e FTIR mostraram a presença das estruturas TeO3, TeO3+1, TeO4, BO3 e BO4.O índice de refração também teve um aumento, devido ao aumento da densidade e da polarizabilidade eletrônica. Por meio dos espectros de absorção óptica foi comprovada a inserção do dopante nas amostras, pois apresentam picos de absorção característicos do Sm3+, sendo o pico mais intenso em ~402 nm. A intensidade de emissão teve uma redução (~2,2%) com o aumento de TeO2. O tempo de vida para a emissão em ~598 nm também teve uma redução com o aumento da concentração de TeO2, devido ao aumento de oxigênios não-ligados (NBOs). A cromaticidade das amostras analisadas pelo diagrama CIE, mostrou uma pequena variação nas posições x e y, no entanto, sob inspeção visual não houve variação da cor emitida. Os resultados mostraram que o material sintetizado apresenta boas propriedades, com potencial para ser aplicado em dispositivos fotônicos, como lasers de estado sólido, lasers emissores de luz (LEDs), dentre outros.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T21:22:10Z No. of bitstreams: 1 MilenaLima.pdf: 3266309 bytes, checksum: 9b2725b434fc3fa33272819ef5426046 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T21:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MilenaLima.pdf: 3266309 bytes, checksum: 9b2725b434fc3fa33272819ef5426046 (MD5) Previous issue date: 2016-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / This research presents the synthesis and characterization of Yb3+ - doped calcium borotellurite glasses (Yb:CaBTeX). Density, DRX, DTA, specific heat, refractive index, electronic polarizability, optical absorption, luminescence and lifetime measurements were performed to investigate the structural, thermal, optical and spectroscopic properties of Yb:CaBTeX as a function of TeO2 content. The density increased with TeO2 concentration and DRX pattern confirmed the amorphous structure of all samples. The FTIR and Raman spectroscopic indicate the presence of TeO4, TeO3, TeO3+1, BO4 and BO3 units in the network structure. The increase of TeO2 increases the NBO’s and decreases the phonon energy. The DTA analysis shows a decrease of glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tx) with increase of TeO2. Also, the addition of TeO2 increases the thermal stability, which presented values above 100 °C for all samples. The specific heat values show a decrease with TeO2 increase, because the bonding enthalpy Te – O is smaller than B – O, consuming less energy to be broken or to vibrate. The refractive index and electronic polarizability values increase with TeO2 content, because Te4+ ions presents larger polarizability than B3+ and Ca2+ ions. The energy band gap and emission intensity of Yb3+ decrease with the increase of TeO2 content, due to the increase of NBO’s and the decrease number of ions per cubic centimeter (N), respectively. There was no variation within the errors, for the radiative lifetime of the Yb:CaBTeX samples. The absorption and emission cross section do not present variation with TeO2 addition and the calculated values are higher than tellurite and phosphate glasses. The analyses showed that Yb3+-doped calcium borotellurite glass feature good combinations of properties, which make them good candidates to be used as photonics devices. / Neste trabalho foram realizadas a síntese e caracterização dos vidros Cálcio Boroteluretos dopados com óxido de itérbio (Yb2O3). As medidas de densidade, difratometria de raios-X, Espectroscopia Raman, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Térmica Diferencial (DTA), calor específico, índice de refração, absorção óptica, luminescência e tempo de vida foram realizadas para estudar a influência da concentração de TeO2 nas propriedades estruturais, térmicas, ópticas e espectroscópicas da série vítrea. Também foram calculados os parâmetros polarizabilidade eletrônica e seção de choque de absorção e emissão. Os difratogramas de DRX confirmaram a natureza amorfa de todas as amostras. A densidade e o volume molar aumentaram com o aumento do conteúdo de TeO2. Os resultados das espectroscopias Raman e FTIR mostraram que a rede vítrea é formada por estruturas BO3, BO4, TeO3, TeO3+1 e TeO4, que houve uma diminuição na energia de fônons e um aumento dos NBO’s com o aumento da concentração de TeO2. Os resultados de DTA mostraram a diminuição das temperaturas de transição vítrea (Tg) e temperatura de início de cristalização (Tx), e um aumento na estabilidade térmica (Tx-Tg), com valores acima de 100 °C para todas as amostras, com o aumento da quantidade de TeO2. O calor específico apresentou uma redução com o aumento de TeO2 devido à entalpia de ligação Te-O ser menor quando comparada com a entalpia de ligação B-O, necessitando de menos energia para vibrar ou ser rompida. Os valores de índice de refração e polarizabilidade eletrônica aumentam com o maior teor de TeO2, esta última explicada pela maior polarizabilidade eletrônica do íons Te4+ quando comparado aos íonsB3+ e Ca2+. A absorção óptica dos vidros Yb:CaBTeX apresentou uma banda na região entre 900-1050 característica do Yb3+, comprovando a dopagem do material. O band gap óptico e a intensidade de emissão diminuíram com o aumento do conteúdo de TeO2, devido ao aumento dos NBO’s e a diminuição dos íons por centímetro cúbico (N). O tempo de vida não sofreu variação, dentro do erro, com o aumento da concentração de TeO2. Os valores para seção de choque de absorção e emissão não sofrem variações significativas com o aumento do teor de TeO2, apresentando altos valores quando comparados aos vidros teluretos e fosfatos. As análises dos dados mostraram que os vidros Yb:CaBTeX apresentam boas propriedades que os tornam bons candidatos a serem utilizados como dispositivos fotônicos.