O objetivo deste trabalho foi o estudo do íon Fe3+ em monocristais e fibras monocristalinas de LiNbO3, através da técnica espectroscópica da Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), nas freqüências de 10 e 34GHz, à temperatura ambiente. O Hamiltoniano de Spin para o íon Fe3+ ocupando um sítio de simetria trigonal (C3v) é dado por: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40 . Foram analisadas três amostras de LiNbO3, com diferentes concentrações de Fe3+ e os parâmetros de campo cristalino e fator-g encontrados são: fibra (0.3 mol% de Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, monocristal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU-\'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5cm-1, monocristal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. Foi medida e analisada a dependência angular da largura das linhas nas duas bandas de freqüências. Através de modelos teóricos (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spinspin, Spin-spin Spin-órbita) calculamos o parâmetro de desdobramento a campo zero, \'B. SUP. 0 INF. 2\', do estado fundamental do íon Fe3+, para determinar qual o sítio que este íon ocupa no LiNbO3. / We report EPR measurements of Fe3+ ion in bulk LiNbO3 single crystals and in the form of fibers. Spin Hamiltonian for the Fe3+ ion in a trigonal symmetry (C3v) site is given by: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40. Measurements were performed at room temperature and two frequency bands, 10 and 34GHz, using three samples of LiNbO3 with different concentrations of Fe3+ g-factor and the crystal field parameters were found to be: for fiber (0.3 mol% of Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, for the single crystal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU \'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5 cm-1, and for the single crystal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. The angular dependence of the line width were also measured and compared with theoretical model. To determine the substitutional site of Fe3+ ion in the LiNbO3 lattice, we calculated the zero field splitting parameter \'B. SUP. 0 INF. 2\' of the ground state, using many theoretical models (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spin-spin, Spin-Spin Spinorbita).

O objetivo deste trabalho foi o estudo do íon Fe3+ em monocristais e fibras monocristalinas de LiNbO3, através da técnica espectroscópica da Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), nas freqüências de 10 e 34GHz, à temperatura ambiente. O Hamiltoniano de Spin para o íon Fe3+ ocupando um sítio de simetria trigonal (C3v) é dado por: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40 . Foram analisadas três amostras de LiNbO3, com diferentes concentrações de Fe3+ e os parâmetros de campo cristalino e fator-g encontrados são: fibra (0.3 mol% de Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, monocristal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU-\'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5cm-1, monocristal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. Foi medida e analisada a dependência angular da largura das linhas nas duas bandas de freqüências. Através de modelos teóricos (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spinspin, Spin-spin Spin-órbita) calculamos o parâmetro de desdobramento a campo zero, \'B. SUP. 0 INF. 2\', do estado fundamental do íon Fe3+, para determinar qual o sítio que este íon ocupa no LiNbO3. / We report EPR measurements of Fe3+ ion in bulk LiNbO3 single crystals and in the form of fibers. Spin Hamiltonian for the Fe3+ ion in a trigonal symmetry (C3v) site is given by: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40. Measurements were performed at room temperature and two frequency bands, 10 and 34GHz, using three samples of LiNbO3 with different concentrations of Fe3+ g-factor and the crystal field parameters were found to be: for fiber (0.3 mol% of Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, for the single crystal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU \'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5 cm-1, and for the single crystal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. The angular dependence of the line width were also measured and compared with theoretical model. To determine the substitutional site of Fe3+ ion in the LiNbO3 lattice, we calculated the zero field splitting parameter \'B. SUP. 0 INF. 2\' of the ground state, using many theoretical models (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spin-spin, Spin-Spin Spinorbita).

O objetivo principal deste trabalho foi identificar e separar os níveis de energia dos multipletos excitado, 4S3/2, e fundamental, 4I15/2, provenientes do íon Er3+ alojado nos vários sítios não equivalentes existentes no garnet Ca3Ga2Ge3O12. Várias técnicas de espectroscopia óptica (absorção, luminescência com bombeio seletivo, excitação e conversão ascendente de luz) foram usadas com este objetivo. A partir dos resultados experimentais foram calculados, pela primeira vez, os parâmetros de íon livre e de campo cristalino para o Er3+ em cada um dos sítios identificados. Experimentos de luminescência e absorção sob a influência de campo magnético também foram realizados, e o fator g tanto do estado 4S3/2 quanto do 4I15/2 do Er3+ neste garnet foram determinados. / The main objective of this work was to identify and attribute the energy levels of excited 4S3/2 and ground 4I15/2states, corresponding to the Er3+ ions located at the various non equivalent sites present in the Ca3Ga2Ge3O12 garnet. Several optical spectroscopic techniques, (absorption, site-selective luminescence, excitation and upconversion of light), were used with this objective. From the experimental results, it was possible, for the first time, to calculate the free ion parameters, as well as the crystalline field parameters, for the Er3+ ions in each of the identified sites. Luminescence experiments and absorption under the influence of the magnetic field were performed, and the g factor associated to both, 4S3/2 and 4I15/2 estates in this garnet were determined.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi investigar amostras do tipo MgSiO dopadas com 1,0% e 5,0% de Mn2+, obtidas em temperatura ambiente que luminesceram na faixa do vermelho. As amostras foram produzidas por reação de estado sólido sob alta temperatura e caracterizadas e pelo método de difração de raios X. Para análise das características físicas presentes na amostra após a dopagem, usamos a espectroscopia de fotoluminescência. Através da teoria do campo cristalino, dos espectros de luminescência e excitação e com a ajuda do diagrama e das matrizes de Tanabe-Sugano, foi possível identificar as luminescências, os níveis de energia excitados, os parâmetros de energia do campo cristalino, os parâmetros de Racah e a simetria do sítio ocupado por Mn2+. / The aim this work was investigate ceramic samples of type MgSiO doped with 1,0% and 5,0% of Mn2+, obtained with room temperature. The samples were produced by solid-state reaction at high temperature and characterized by the method X ray Diffraction. For analysis of the physics characteristics in the sample after doping, we use spectroscopy photoluminescence. Through theory crystal field, luminescence and excitation spectra, and with help of diagram and Tanabe-Sugano matrices, could be identified excited energy levels, the parameters of energy crystal field, the parameters of Racah and the symmetry of the site occupied by Mn2+.

O objetivo principal deste trabalho foi identificar e separar os níveis de energia dos multipletos excitado, 4S3/2, e fundamental, 4I15/2, provenientes do íon Er3+ alojado nos vários sítios não equivalentes existentes no garnet Ca3Ga2Ge3O12. Várias técnicas de espectroscopia óptica (absorção, luminescência com bombeio seletivo, excitação e conversão ascendente de luz) foram usadas com este objetivo. A partir dos resultados experimentais foram calculados, pela primeira vez, os parâmetros de íon livre e de campo cristalino para o Er3+ em cada um dos sítios identificados. Experimentos de luminescência e absorção sob a influência de campo magnético também foram realizados, e o fator g tanto do estado 4S3/2 quanto do 4I15/2 do Er3+ neste garnet foram determinados. / The main objective of this work was to identify and attribute the energy levels of excited 4S3/2 and ground 4I15/2states, corresponding to the Er3+ ions located at the various non equivalent sites present in the Ca3Ga2Ge3O12 garnet. Several optical spectroscopic techniques, (absorption, site-selective luminescence, excitation and upconversion of light), were used with this objective. From the experimental results, it was possible, for the first time, to calculate the free ion parameters, as well as the crystalline field parameters, for the Er3+ ions in each of the identified sites. Luminescence experiments and absorption under the influence of the magnetic field were performed, and the g factor associated to both, 4S3/2 and 4I15/2 estates in this garnet were determined.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi investigar amostras do tipo MgSiO dopadas com 1,0% e 5,0% de Mn2+, obtidas em temperatura ambiente que luminesceram na faixa do vermelho. As amostras foram produzidas por reação de estado sólido sob alta temperatura e caracterizadas e pelo método de difração de raios X. Para análise das características físicas presentes na amostra após a dopagem, usamos a espectroscopia de fotoluminescência. Através da teoria do campo cristalino, dos espectros de luminescência e excitação e com a ajuda do diagrama e das matrizes de Tanabe-Sugano, foi possível identificar as luminescências, os níveis de energia excitados, os parâmetros de energia do campo cristalino, os parâmetros de Racah e a simetria do sítio ocupado por Mn2+. / The aim this work was investigate ceramic samples of type MgSiO doped with 1,0% and 5,0% of Mn2+, obtained with room temperature. The samples were produced by solid-state reaction at high temperature and characterized by the method X ray Diffraction. For analysis of the physics characteristics in the sample after doping, we use spectroscopy photoluminescence. Through theory crystal field, luminescence and excitation spectra, and with help of diagram and Tanabe-Sugano matrices, could be identified excited energy levels, the parameters of energy crystal field, the parameters of Racah and the symmetry of the site occupied by Mn2+.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, monocrystalline samples of the system TRNi3Ga9 (TR = Gd Tb, Dy, Ho, Er, Lu) were synthesized by the metal flux technique. The physical properties were studied by X-ray diffraction, magnetic susceptibility, function field magnetization, electrical resistivity and specific heat. This family of compounds crystallizes into a trigonal structure of type ErNi3Al9 with spatial group 32. The LuNi3Ga9, non-magnetic isostructural sample was used to subtract lattice and electronic contributions to the Cp for the other rare earths. In the samples grown with TR = Gd, Tb, Dy, Ho, Er show antiferromagnetic ordering with TN < 20 K. Except for the sample GdNi3Ga9 an anisotropic behavior was observed in the curves of (T) e M(H) as a function of the direction of application of the magnetic field Which we associate with effects of crystalline electric field (CEF). Furthermore, both the TN and the term CW do not stagger with the term of de Gennes indicating that the CEF effects and the anisotropic character of the exchange interaction are present in this family of compounds. In order to analyze the evolution of the magnetic properties along this series of compounds we use a mean field model including anisotropic exchange interactions, crystalline electric field effects and quadrupole interactions. The measures of (T), M(H) and of the specific heat were simulated for emph TR = Tb, Dy, Ho and Er making it possible to extract the exchange parameters (J′s), the terms of CEC (B′s) and the quadrupolar terms (K′s). In addition, from this data set is constructed the levels scheme of the crystalline electric field with its respective wave functions. The analysis of the data extracted from the simulation allows us to understand the change in orientation of the axis of easy magnetization throughout the series. To TR = Tb, Dy easy magnetization axis is located along the ab plane, whereas for the TR = Er, the easy magnetization axis is oriented in the direction c. This behavior is consistent with the signal change in the CEF B0 2 term which was negative for ErNi3Ga9 and positive for the other rare earths. In addition, the total division of the multiplet of the CEF scheme of levels decreases with the increase of the atomic number (Tb - Er) of the rare earth ion in the same way as the dominant term of the CEF Hamiltonian, B0 2 . We have tried to associate this fact with the systematic change in the c/a ratio that increases from Tb to Er. / Neste trabalho, foram sintetizadas amostras monocristalinas do sistema TRNi3Ga9 (TR = Gd Tb, Dy, Ho, Er, Lu) atrav´es da t´ecnica de fluxo met´alico. As propriedades f´ısicas foram estudadas atrav´es de difra¸c˜ao de raios X, susceptibilidade magn´etica, magnetiza¸c˜ao em fun¸c˜ao do campo, resistividade el´etrica e calor espec´ıfico. Esta fam´ılia de compostos cristaliza em uma estrutura trigonal do tipo ErNi3Al9 com grupo espacial R32. A amostra LuNi3Ga9, isoestrutural n˜ao magn´etico, foi utilizada para subtrair as contribui¸c˜oes da rede e eletrˆonica ao Cp para os demais terras raras. Nas amostras crescidas com TR = Gd, Tb, Dy, Ho, Er apresentaram ordenamento antiferromagn´etico com TN < 20 K. Com exce¸c˜ao da amostra GdNi3Ga9 um comportamento anisotr´opico foi observado nas curvas de (T) e M(H) em fun¸c˜ao da dire¸c˜ao de aplica¸c˜ao do campo magn´etico a qual associamos a efeitos de campo el´etrico cristalino (CEC). Al´em disso, tanto a TN quanto o termo CW n˜ao escalonam com o termo de de Gennes indicando que os efeitos de CEC e o car´ater anisotr´opico da intera¸c˜ao de troca est˜ao presentes nessa fam´ılia de compostos. Com o intuito de analisar a evolu¸c˜ao das propriedades magn´eticas ao longo dessa s´erie de compostos n´os utilizamos um modelo de campo m´edio incluindo intera¸c˜oes de troca anisotr´opica, efeitos de campo el´etrico cristalino e intera¸c˜oes quadrupolares. As medidas de (T), M(H) e do calor esp´ecifico foram simuladas para TR = Tb, Dy, Ho e Er possibilitando a extra¸c˜ao dos parˆametros de troca (J′s), os termos de CEC (B′s) e os termos quadrupolares (K′s). Al´em disso, a partir desse conjunto de dados ´e constru´ıdo o esquema de n´ıveis do campo el´etrico cristalino com suas respectivas fun¸c˜oes de ondas. A an´alise dos dados extra´ıdos da simula¸c˜ao nos permite entender a mudan¸ca da orienta¸c˜ao do eixo de f´acil magn´etiza¸c˜ao ao longo da s´erie. Para TR = Tb, Dy, Ho o eixo de f´acil magnetiza¸c˜ao est´a situado ao longo do plano ab enquanto que para o TR = Er o eixo de f´acil magnetiza¸c˜ao estar orientado na dire¸c˜ao c. Esse comportamento ´e consistente com a mudan¸ca de sinal no termo de CEC B0 2 o qual foi negativo para ErNi3Ga9 e positivo para os demais terras raras. Al´em disso, a divis˜ao total do multipleto do esquema de n´ıveis do CEF decresce com o aumento do numero atˆomico (Tb - Er) do ´ıon terra rara da mesma forma que o termo dominante da hamiltoniana de CEC, B0 2 . N´os tentamos associar esse fato com a sistem´atica mudan¸ca na raz˜ao c/a que aumenta de Tb para Er.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A new approach to describe the crystal field interaction in compounds that contains trivalent lanthanide ions is presented. It is considered the electrostatic balance of the optically active site, the effective charge of the central ion and the sign of crystal field parameters (CCP) as determinant factors in the crystal field interaction. The method of the first equivalent neighbours (MENN) was reformulated, and improvements in predicting the CCP and energy levels 7FJ of Eu3+ could be realized. Moreover, it was possible to predict the lanthanide-nearest neighbour interaction of load factors (Ln-NN), the maximum coverage of the wave functions of the interacting ions and energy levels levels structure of the 7FJ of Eu3+. The physically acceptable limits are designed to load factors and the maximum overlap of the wave functions of the interacting ions. The compounds studied have high symmetry and exhibit a first neighbourhood consisting of oxygen ions, fluorine or chlorine. The use of secular determinants solutions of the energy matrices served as an excellent theoretical framework for the development of the method, which is applied based on the simple overlap model (SOM). This allowed the description of the interaction of the crystalline field by a nonparametric method and simple application. In addition, it was predicted the wave functions overlap factor of the interacting ions, the total effective bonding charge of Eu3+, and the relationships and trends of the crystal field interaction with the chemical species of the NN and the type of Ln that makes up the main host matrix. Finally, it was possible to remodulate the MENN at a more theoretical method by using theoretical data. The results served to confirm the efficiency and accuracy of MENN in describing the interaction of the crystal field on systems containing trivalent lanthanide ions. / Uma nova abordagem na descrição da interação do campo cristalino em compostos contendo íons lantanídeos trivalentes é apresentada. São considerados o equilíbrio eletrostático do sítio opticamente ativo, a carga efetiva do íon central e o sinal dos parâmetros de campo cristalino (PCC) como fatores determinantes na descrição da interação de campo cristalino. O método dos primeiros vizinhos equivalentes (MENN) foi reformulado, e assim melhorias na previsão dos PCC e dos níveis de energia 7FJ do Eu3+ puderam ser realizadas. Além disso, foi possível prever fatores de carga de interação lantanídeo-primeiro vizinho (Ln-PV), o recobrimento máximo das funções de onda dos íons interagentes e estrutura dos níveis níveis de energia 7FJ do Eu3+. Foram estabelecidos limites fisicamente aceitáveis para os fatores de carga e para o recobrimento máximo das funções de onda dos íons interagentes. Os compostos estudados possuem alta simetria e apresentam uma primeira vizinhança composta por íons de oxigênio, flúor ou cloro. A utilização das soluções dos determinantes seculares das matrizes energéticas serviram como um excelente aporte teórico para o desenvolvimento do método, o qual é aplicado tendo por base o modelo de recobrimento simples (SOM). Isto permitiu a descrição da interação do campo cristalino por um método não paramétrico e de simples aplicação. Além disso, foi realizada a previsão do fator de recobrimento das funções de onda dos íons interagentes, carga efetiva total de ligação do Eu3+, e as relações e tendências da interação do campo cristalino com a espécie química dos PV, e o tipo de Ln que compõe a matriz hospedeira principal. Por fim, foi possível tornar o MENN um método mais teórico através da utilização de dados teóricos. Os resultados obtidos serviram para confirmar a eficiência e precisão do MENN na descrição da interação do campo cristalino em sistemas contendo íons lantanídeos trivalentes.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Amostras foram preparadas pelo método de difusão a partir dos reagentes químicos SrCO3, Al2O3 e NiO em proporções estequiométricas. Medidas por difração de raios X mostraram que as amostras possuem uma única fase: SrAl2O4. Neste trabalho apresentamos imagens de microscopia eletrônica de varredura das amostras SrAl2O4 dopadas com 0,1%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+, medidas de fotoluminescência, excitação da fotoluminescência da amostra SrAl2O4 dopada com 1,0% de íons de Ni2+, medidas de absorção fotoacústica das amostras SrAl2O4 dopadas com 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+. Estas medidas foram realizadas a temperatura ambiente para investigar as transições eletrônicas dos íons divalente de níquel que entraram substitucionalmente nos sítios de Sr2+ da rede do SrAl2O4. Os resultados ópticos mostram a existência de três centros emissores de Ni2+. De acordo com a literatura, a estrutura do SrAl2O4 é composta de dois sítios octaédrico distintos de íons de Sr2+, o Sr12+ e o Sr22+, cujas distâncias médias Sr1 O e Sr2 O são, respectivamente, 2,800 &#506; e 2,744 &#506;. Visto que os íons de Ni2+ tendem a substituir os íons de Sr2+, devido ao fato de possuírem a mesma valência, é necessário considerar que uma parte dos íons de Ni2+ ocuparam os sítios dos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 para justificar a existência de um terceiro centro emissor de Ni2+ nesse composto. Uma novo sítio octaédrico para os íons de Ni2+ foi estimado a partir do valor da aresta do sítio tetraédrico ocupado pelos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 (considerando o raio iônico do Ni2+ como aproximadamente 40% maior do que o raio iônico do Al3+). As transições eletrônicas presentes nos espectros de excitação e absorção fotoacústica permitiram determinar os parâmetros de campo cristalino (Dq) e Racah (B e C) para os três sítios diferentes ocupados pelos íons de Ni2+ no SrAl2O4. Neste caso, os resultados mostraram que o sítio II dos íons de Ni2+ é associado à posição do Sr1 e possuem um parâmetro Dq menor e que o parâmetro Dq associado aos íons de Ni2+ que substituíram os íons de Sr no sitio I, o qual, por sua vez é associado à posição do Sr2. E, por fim, o sítio III que possui o menor parâmetro de campo cristalino Dq, portanto a maior distância íon ligante, é identificado como aquele relacionado ao rearranjo octaédrico local das antigas posições de Al3+. O caráter higroscópico do SrAl2O4:Ni2+ é observado a partir dos espectros de absorção fotoacústica e os modos de vibração de estiramento das ligações Ni OH e O H são identificadas nos espectros. / Samples were prepared by the conventional solid-state reaction using high purity SrCO3, Al2O3 and NiO as starting reagents in stoichiometric amounts. X-ray diffraction measurements showed that only one phase is present in the samples: SrAl2O4. In this work, qualitative analysis is also obtained from scanning eletronic microscopy (SEM) images of SrAl2O4 samples doped with 0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 5.0% and 10.0% of Ni2+ ions. Emission and excitation spectra were obtained for SrAl2O4 samples doped with 1.0% of Ni2+ ions while photoacoustic spectroscopy were performed in the samples doped with 1.0%, 2.0%, 5.0% and 10.0% of divalent nickel ions. These measurements were performed at room temperature and the aim was to investigate the electronic transitions of divalent nickel ions which entered substitutionally in the Sr2+ sites of the SrAl2O4 compound. The optical results showed the existence of three emission centers of Ni2+ ions. According to the literature, the structure of SrAl2O4 is composed of two distinct octahedral sites of Sr2+ ions, namely Sr12+ and Sr22+, whose average distances Sr1 O and Sr2 - O are, respectively, 2,800 &#506; and 2,744 &#506;. Since the Ni2+ ions tend to replace the Sr2+ ions, due to the fact that they have the same valence, it is considered that a part of the Ni2+ ions occupy the sites of Al3+ ions in the SrAl2O4 structure in order to justify the existence of a third emitting center of Ni2+ ions in the compound. A new octahedral site for Ni2+ ions was estimated from the edge of the tetrahedral site occupied by Al3+ ions in the SrAl2O4 compound network (considering the ionic radius of Ni2+as approximately 40% larger than the ionic radius of Al3+). The electronic transitions in the excitation and photoacoustic absorption spectra have allowed to determine the crystal field parameters (Dq) and Racah (B and C) for the three different sites occupied by Ni2+ ions in SrAl2O4. In this case, the results showed that site II occupied by Ni2+ ions is associated with Sr1 position and has a lower Dq parameter than Dq parameter associated with Ni2+ ions which have replaced the strontium ion at the site I, associated with the Sr2 position. Finally, site III has the lowest crystal field parameter Dq, then the largest ion-ligand distance is identified as the site related to the local octahedral rearrangement of the old positions of Al3+ ions. The hygroscopic features of SrAl2O4:Ni2+ are observed from the photoacoustic absorption spectra and the stretching vibrational modes of the Ni - OH and OH bonds are identified in the spectra.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / SILVEIRA JUNIOR, Raimundo Nonato. Propriedades fotoluminescentes da fase Sr3Al2O6 dopada com íons de Cr3+. 2008. 45f. Dissertação (Mestrado em Física) Instituto de Física Armando Dias Tavares, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2008. Amostras foram preparadas pelo método de difusão a partir dos reagentes químicos SrCO3, Al2O3 e Cr2O3 em proporções estequiométricas. Medidas por difração de raios X mostraram que as amostras possuem 3 fases: Sr3Al2O6, Sr4Al2O7 e uma residual não identificada. Neste trabalho apresentamos medidas de fotoluminescência, excitação da fotoluminescência e absorção fotoacústica, a temperatura ambiente e a 4 K, da amostra Sr3Al2O6 dopada com 1% de íons de Cr3+ em substituição dos íons de Al3+. Os espectros de emissão apresentam três bandas largas com seus baricentros em torno de 760 nm, 841 nm e 675 nm. Estas três bandas de emissão observadas são oriundas de três centros diferentes de íons trivalentes de cromo, cada um deles associados a uma fase presente na amostra e todas as bandas correspondem a transição eletrônica 4T2(4F) &#8594; 4A2(4F). Além disso, observa-se a linha de zero-fônon 2E(2G) &#8594; 4A2(4F) situada em 745 nm para o caso de íons de Cr3+ na fase do Sr3Al2O6. A partir dos espectros de excitação e absorção fotoacústica, podemos determinar os parâmetros de campo cristalino (Dq) e Racah (B e C) para as três fases presentes na amostra. A razão Dq/B para os íons de Cr3+ na fase Sr3Al2O6, indica que a ação do campo cristalino em torno dos íons de Cr3+ é relativamente forte, como previsto na literatura para matrizes óxidas. Em todos os casos, os resultados mostram que os íons de Cr3+ ocupam sítios octaédricos nas três fases. / The mixtures were prepared by the conventional solid-state reaction with high purity SrCO3, Al2O3 and Cr2O3 powders. Measurements by X-ray diffraction show that the samples have three different phases: Sr3Al2O6, Sr4Al2O7 and a unknown residual one. In this work it is presented for the first time, the optical investigation of the Sr3Al2O6 doped with 1% of Cr3+ ions. This investigation is crowed out by emission, photoluminescence excitation and photoacoustic absorption spectroscopy at 4 K and room temperature. The emission spectra have three overlapped broad bands with their barycenters around 760 nm, 841 nm and 675 nm. These three bands are originated from three different emission centers of trivalent chromium ions, each one associated with a distinguished phase in this sample. Moreover, all bands are assigned to the phonon-arrested 4T2(4F) &#8594; 4A2(4F) electronic transition. In addition, for the case of Cr3+ ions in Sr3Al2O6 there is a R-line located at 745 nm and attributed to the 2E(2G) &#8594; 4A2(4F) zero-phonon transition. From the excitation and photoacoustic absorption spectra, we can determine the crystal-field (Dq) and Racah (B and C) parameters for the three existing phases in the sample. The ratio Dq/B for Cr3+ ions in the Sr3Al2O6 indicates that the action of the crystal-field on to Cr3+ ions is relatively strong.