Realizamos medidas de transmissão no infravermelho (médio e distante) e espelhamos Raman de amostras de GdAlO3 puras e dopadas com Eu+3 para estudarmos as bandas de absorção de fonons K=0 e as transições eletrônicas nos íons Eu+3. Conhecendo-se a simetria do GdAlO3 (D162h) pudemos, utilizando o método da correlação, calcular o número e a simetria dos modos vibracionais, bem como sua classificação em internos e externos. Os resultados experimentais mostram boa concordância com os teóricos e revelam que o GdAlO3 apresenta três regiões distintas no infravermelho, compostas de várias bandas de absorção. Os modos internos estão em torno de 670cm-1 (estiramento) e 480cm-1 (flexão) enquanto que os modos externos localizam-se em torno de 200cm-1. A interação dos estados eletrônicos do Eu+3 com o campo cristalino do GdAlO3 foi estudada inicialmente supondo um campo de simetria Oh e depois introduzindo a distorção ortorrômbica (Cs) de uma maneira perturbativa. Pudemos verificar que a dita distorção levanta totalmente a degenerescência dos níveis 7FJ (J=0,1,...,6) e torna as transições 7F0 → 7FJ permitidas. / IR and Raman measurements were carried out in pure and Eu+3 - doped GdAlO3 with the purpose of understanding their K=O phonom modes and the Eu+3 electronic transitions. Starting from the GdAlO3 symmetry, (D162h) the correlation method allows the classification of the number and symmetries of the modes, as well their assignment as either internal or external. Experimental and theoretical results are in good agreement and show three well defined absorption bands in GdAlO3. The internal modes are found to be located around 670cm-1 (stretching) and 480cm-1 (bending), while the external modes are around 200cm-1. The interaction of Eu+3 electronic states with the GdAlO3 crystal fields were studied by taking into account small perturbative orthorrombic (Cs) distorcion on a crystal field with symmetry Oh. This small distortion lifts completely the degeneracy of the 7FJ (J=0,1,...,6) levels and allows the 7F0 → 7FJ transitions.

Realizamos medidas de transmissão no infravermelho (médio e distante) e espelhamos Raman de amostras de GdAlO3 puras e dopadas com Eu+3 para estudarmos as bandas de absorção de fonons K=0 e as transições eletrônicas nos íons Eu+3. Conhecendo-se a simetria do GdAlO3 (D162h) pudemos, utilizando o método da correlação, calcular o número e a simetria dos modos vibracionais, bem como sua classificação em internos e externos. Os resultados experimentais mostram boa concordância com os teóricos e revelam que o GdAlO3 apresenta três regiões distintas no infravermelho, compostas de várias bandas de absorção. Os modos internos estão em torno de 670cm-1 (estiramento) e 480cm-1 (flexão) enquanto que os modos externos localizam-se em torno de 200cm-1. A interação dos estados eletrônicos do Eu+3 com o campo cristalino do GdAlO3 foi estudada inicialmente supondo um campo de simetria Oh e depois introduzindo a distorção ortorrômbica (Cs) de uma maneira perturbativa. Pudemos verificar que a dita distorção levanta totalmente a degenerescência dos níveis 7FJ (J=0,1,...,6) e torna as transições 7F0 → 7FJ permitidas. / IR and Raman measurements were carried out in pure and Eu+3 - doped GdAlO3 with the purpose of understanding their K=O phonom modes and the Eu+3 electronic transitions. Starting from the GdAlO3 symmetry, (D162h) the correlation method allows the classification of the number and symmetries of the modes, as well their assignment as either internal or external. Experimental and theoretical results are in good agreement and show three well defined absorption bands in GdAlO3. The internal modes are found to be located around 670cm-1 (stretching) and 480cm-1 (bending), while the external modes are around 200cm-1. The interaction of Eu+3 electronic states with the GdAlO3 crystal fields were studied by taking into account small perturbative orthorrombic (Cs) distorcion on a crystal field with symmetry Oh. This small distortion lifts completely the degeneracy of the 7FJ (J=0,1,...,6) levels and allows the 7F0 → 7FJ transitions.

Orientador: Pedro Antonio Muniz Vazquez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T17:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vidal_LucianoNassif_D.pdf: 1273955 bytes, checksum: 79e28497883fdc3e8ebe5907183a15d9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho aborda o desenvolvimento de metodologias para o cálculo das intensidades absolutas do espalhamento Raman vibracional produzido por moléculas em fase gasosa. Com o objetivo de reduzir a demanda por recursos computacionais nestes cálculos, foram desenvolvidas duas novas famílias de funções de base compactas pela aplicação do método de polarização elétrica de Sadlej às bases para uso com potenciais efetivos de caroço SBKJC e de Stuttgart-Colônia. Utilizando estas novas funções de base, as intensidades Raman podem ser obtidas com a mesma qualidade das bases Sadlej-pVTZ, que são referência no cálculo destas propriedades, porém com um custo computacional sensivelmente menor. Além disso, como estes pseudopotenciais foram modelados para descrever os efeitos relativísticos sobre os elétrons internos, as polarizabilidades e intensidades Raman obtidas no nível Hartree-Fock com estas novas bases concordam, dentro de um erro médio de 6%, com seus respectivos valores relativísticos Dirac-Hartree-Fock/Sadlei-pVTZ com hamiltoniano de Dirac-Coulomb. Também foi desenvolvida uma metodologia para o estudo das intensidades das transições Raman fundamentais, de combinação e sobretom, que inclui as correções para a anarmonicidade cúbica do potencial, introduzidas através de uma transformação de contato. Os resultados obtidos para a molécula de acetileno e seus isotopômeros deuterados mostram que a anarmonicidade mecânica exerce grande influência sobre as intensidades Raman, particularmente das transições de segunda ordem. Excetuando as transições de combinação, em geral, as correções de anarmoniciadade melhoram a concordância dos valores teóricos com os experimentais. Uma terceira parte deste trabalho trata do efeito Raman em condições ressonantes, onde uma expressão para estas intensidades foi derivada, implementada no programa PLACZEK e aplicada no cálculo do espectro Raman da molécula de trans-butadieno nas vizinhanças de sua transição eletrônica 1Bu. Este estudo mostrou que as aproximações utilizadas com maior frequência para simplificar o cálculo desta propriedade afetam significativamente as seções de choque desta molécula, sugerindo que estas aproximações devem ser evitadas em estudos desta natureza. / Abstract: In this work new methodologies for the calculation of absolute vibrational Raman intensities of gaseous systems are presented. In order to reduce the computational requirements in these calculations two families of compact basis functions were generated from the effective core potential valence basis sets SBKJC and Stuttgart-Cologne through the Sadlej's electric polarization procedure. The Raman intensities evaluated with the new bases are close to those obtained with the well successful Sadlej-pVTZ basis but the computational requirements are significatively reduced. Furthermore, since the effective core potentials SBKJC and Stuttgart-Cologne were developed to account for the relativistic effects on the inner electrons, the polarizabilities and Raman intensities evaluated at the Hartree-Fock level with the new bases agree with the relativistic Dirac-Hartree-Fock values, obtained using the Dirac-Coulomb Hamiltonian and the Sadlej-pVTZ set, within the mean error of 6%. In the second part of this work a methodology was developed for the study of fundamental, combination and overtone Raman transitions including a treatment based on the contact transform formalism for the mechanical anharmonicity from the cubic potential energy terms. The results obtained for acetylene and its deutered isotopomers show that anharmonicity effects on the Raman intensities can be very strong, particularly in the second order transitions. With the exception of the combination transitions, in general the corrections for mechanical anharmonicity improve the agreement between ab initio and experimental values. The resonance Raman scattering is the subject of the third part of this work where an expression for the resonance cross section was derived, implemented in the PLACZEK program and applied to the calculation of the resonance Raman spectrum of the trans-butadiene molecule in the region of its. / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências