Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-15Bitstream added on 2014-06-13T19:39:43Z : No. of bitstreams: 1 bassettojunior_caz_me_bauru.pdf: 2163683 bytes, checksum: 11953efd83580d13322f0475dd5ae1ff (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma nova família de semicondutores, a liga quaternária InxGa1-xAs1-yNy, cujo elemento Nitrogênio substitui o elemento Arsênio em pequenas porcentagens, tem recebido grande atenção devido à óptica na região de 1,3 μm, tecnologicamente importante para transmissão de dados em fibra óptica. Estudos sobre caracterização e propriedades ópticas desta liga fornecem maiores informações sobre o comportamento da mesma. Foram estudados poços quânticos, as estruturas básicas de dispositivos optoletrônicos de Inx-Gat-xAso.984N0.0016/GaAs com diferentes valores de concentração x: 26%, 30%, 34%, 38% e 43% crescidas em duas temperaturas diferentes: 400ºC e 430ºC. As amostras foram tratadas termicamente a 700ºC num período de 30 minutos. Com essa liga é tensionada, o foco constou-se em achar um modelo de espessura crítica condinzente para dados experimentais de fotoluminescência. Foram analisadas a dinâmica de portadores, a energia de ativação e a qualidade estrutural das amostras com a técnica de fotoluminescência em diversas condições. Os estudos realizados, aliados ao conhecimento dos parâmetros acima mencionados, têm o objetivo de contribuir para que se possa determinar a aplicabilidade e estimar o rendimento em dispositivos optoeletrônicos, com base neste material / A new family of semiconductors has been proposed, the quaternary alloyInxGa1-xAs1-yNy, in which the element Nitrogen replaces the element Arsenic in small percentages. It has received great attention due to the fact of optical emission in the region of 1.3um, technologically important for data transmission at optical fiber. Studies on characterization and optical properties of this alloy provides more information about the conduct of it. It was studied quantum wells, the basic structures of InxGa1-xAs0.016/GaAs optoelectronic devices, with different values of concentration x: 26%, 30%, 34% and 43% grown at two different temperatures: 400ºC and 430ºC. The sample has annealed at 700ºC for 30 min. As this alloy is tensioned, the focus of this research is to find a consistent model of critical thickness for photoluminescence experimental data. It will be done an analysis of the dynamic carriers, activation energy and structural quality of the samples with the analysis of photoluminescence with diverse conditions. With these studies and the knowledge of the parameters mentioned above, it was intended contribute to determine the applicability and estimate the yield of optoeletronic devices based on this material

Orientador: Elson Longo da Silva / Banca: Paulo Lisboa Noronha Filho / Banca: Máximo Siu Li / Banca: Paulo Sérgio Pizani / Banca: Luis Presley Serejo dos Santos / Resumo: Cristais de PbMoO4 foram obtidos por intermédio do método coprecipitação (CP) a temperatura ambiente e processadas em diferentes temperaturas (60oC-120oC) por 10 minutos utilizando o método processamento hidrotérmico (PH). Os micros octaedros foram caracterizados estruturalmente por intermédio de técnica de difração de raios X (DRX), refinamento estrutural de Rietveld, espectroscopia de micro-Raman (MR) e de absorção no infravermelho (IVTF). Suas propriedades ópticas foram investigadas por intermédio das técnicas de espectroscopia de ultravioleta visível (UV-Vís) e de fotoluminescência (FL). Os padrões de difração de raios X e os espectros de micro-Raman indicaram que estes cristais possuem uma estrutura tipo scheelita com estrutura cristalina tetragonal sem a presença de fases secundárias. Os dados de refinamentos Rietveld foram empregados a fim de monitorar as diferenças estruturais nos pós de PbMoO4 preparados pelos dois métodos. Os espectros de MR mostraram um modo de vibração ν1 (Ag), situado na em torno de 876 cm-1, o qual está relacionado com as vibrações simétricas de alongamento da ligação Mo-O nos clusters [MoO4]. Espectros de IVTF apresentaram uma banda larga de absorção com dois modos ν3 (Eu e Au), localizada cerca de 749 e 756 cm-1, para PbMoO4 obtido pelo método de CP e 864 e 851 cm-1 para PbMoO4 obtidos pelo método de PH em diferentes temperaturas. Esses modos vibracionais estão associados ao alongamento antisimétrico O-Mo-O nos clusters [MoO4]. As imagens de microscopia eletrônica de varredura de campo induzido (MEV-FEG) foram empregadas para observar as morfologias dos materiais e acompanhar a evolução do crescimento e transformação desses cristais. Medidas de UV-Vís evidenciaram um aumento nos valores de band gap (3,14 eV a 3,19 eV) com o aumento da temperatura de processamento hidrotérmico. As propriedades PL foram explicadas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: PbMoO4 crystals have been obtained by means of coprecipitation (CP) method at room temperature and processed at different temperatures (60oC -120oC) for 10 minutes by using conventional hydrothermal method (CH). These micro-octahedrons were structurally characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinements, micro-Raman (MR) and Fourier transformed infrared (FTIR) spectroscopies. Their optical properties were investigated by ultraviolet visible (UV-vis) absorption and photoluminescence (PL) measurements. XRD patterns and micro-Raman spectra indicated that these crystals have a scheelite-type tetragonal structure without the presence of deleterious phases. Rietveld refinements data were employed in order to monitor the structural differences into PbMoO4 lattice of the crystals prepared by two methods. MR spectra showed a high mode ν1 (Ag) situated at around 876 cm-1, which is related to the Mo-O symmetric stretching vibrations into the [MoO4] clusters. FTIR spectra exhibited a large absorption band with two modes ν3 (Eu and Au) located at around 749 and 756 cm-1, for PbMoO4 obtained by CP method and 864 and 851cm-1 for PbMoO4 obtained by PH at different temperatures, which are associated to the O-Mo-O antisymmetric stretching vibrations into the [MoO4] clusters. Field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) micrographs were employed to observe the shape and monitor the evolution of growth and processing of these crystals. UV-vis absorption measurements evidenced a reduction in optical band gap values (from 3,14 eV to 3,19 eV) with the increase of CH processing temperature. PL properties of were explained through a model based in distortions on the tetrahedral [MoO4] clusters due to intrinsic defects at medium range and presence of intermediary energy levels (deep and shallow holes) within the band gap. Finally, the growth mechanisms were proposed for... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] Se faz um estudo detalhado da produção de pontos quânticos de InAs crescidos sobre ligas de InGaAlAs que, por sua vez, são depositadas em substratos de InP de forma casada. Através da caracterização óptica e morfológica dos pontos quânticos obtém-se a dependência tanto da altura quanto da densidade dos pontos produzidos em função das condições de crescimento. Os pontos quânticos são produzidos em condições de crescimento variadas. A temperatura, o tempo de crescimento e a taxa de deposição são os parâmetros alterados de uma amostra para a outra. São utilizadas técnicas de microscopia de força atômica (AFM) e fotoluminescência (PL) para avaliar o efeito dos parâmetros de crescimento epitaxial sobre a qualidade óptica das estruturas obtidas, as alturas dos pontos quânticos nucleados, a homogeneidade e a densidade da distribuição resultante. É desenvolvida a otimização no processamento digital das imagens de AFM para obter melhores resultados em suas análises. São correlacionados e analisados os resultados obtidos em AFM como a altura e a densidade dos pontos quânticos e seus respectivos picos de emissão de PL. Finalmente foram feitas simulações dos níveis de energia dos pontos quânticos para correlacioná-las com os valores dos picos dos sinais de PL e as alturas dos pontos quânticos. / [en] A detailed study is performed of the production of InAs quantum dots grown on InGaAlAs lattice matched to InP. Performing the optical and morphological characterization of the quantum dots the dependence of the height and density of the quantum dots with the growth conditions is obtained. The quantum dots were produced under different growth conditions. Temperature, growth time and growth rate were changed from one sample to another. We use atomic force microscopy (AFM) and photoluminescence (PL) techniques to evaluate the effect of the growth conditions on the optical quality of the obtained structures, as well as the quantum dots heights, their homogeneity and density distribution. Image processing of AFM images was optimized to allow better accuracy in the analysis of quantum dot height. The AFM results, such as quantum dots height and density, were related and analyzed with their respective PL emission. Finally, simulations of the quantum dots energy levels were performed to correlate them with the quantum dots height and PL signal.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-17Bitstream added on 2014-06-13T19:42:33Z : No. of bitstreams: 1 delmonte_mrb_dr_araiq.pdf: 5366733 bytes, checksum: 51bba7b88f423a4eac52eb8d0154dc1f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cristais de PbMoO4 foram obtidos por intermédio do método coprecipitação (CP) a temperatura ambiente e processadas em diferentes temperaturas (60oC-120oC) por 10 minutos utilizando o método processamento hidrotérmico (PH). Os micros octaedros foram caracterizados estruturalmente por intermédio de técnica de difração de raios X (DRX), refinamento estrutural de Rietveld, espectroscopia de micro-Raman (MR) e de absorção no infravermelho (IVTF). Suas propriedades ópticas foram investigadas por intermédio das técnicas de espectroscopia de ultravioleta visível (UV-Vís) e de fotoluminescência (FL). Os padrões de difração de raios X e os espectros de micro-Raman indicaram que estes cristais possuem uma estrutura tipo scheelita com estrutura cristalina tetragonal sem a presença de fases secundárias. Os dados de refinamentos Rietveld foram empregados a fim de monitorar as diferenças estruturais nos pós de PbMoO4 preparados pelos dois métodos. Os espectros de MR mostraram um modo de vibração ν1 (Ag), situado na em torno de 876 cm-1, o qual está relacionado com as vibrações simétricas de alongamento da ligação Mo-O nos clusters [MoO4]. Espectros de IVTF apresentaram uma banda larga de absorção com dois modos ν3 (Eu e Au), localizada cerca de 749 e 756 cm-1, para PbMoO4 obtido pelo método de CP e 864 e 851 cm-1 para PbMoO4 obtidos pelo método de PH em diferentes temperaturas. Esses modos vibracionais estão associados ao alongamento antisimétrico O-Mo-O nos clusters [MoO4]. As imagens de microscopia eletrônica de varredura de campo induzido (MEV-FEG) foram empregadas para observar as morfologias dos materiais e acompanhar a evolução do crescimento e transformação desses cristais. Medidas de UV-Vís evidenciaram um aumento nos valores de band gap (3,14 eV a 3,19 eV) com o aumento da temperatura de processamento hidrotérmico. As propriedades PL foram explicadas... / PbMoO4 crystals have been obtained by means of coprecipitation (CP) method at room temperature and processed at different temperatures (60oC -120oC) for 10 minutes by using conventional hydrothermal method (CH). These micro-octahedrons were structurally characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinements, micro-Raman (MR) and Fourier transformed infrared (FTIR) spectroscopies. Their optical properties were investigated by ultraviolet visible (UV-vis) absorption and photoluminescence (PL) measurements. XRD patterns and micro-Raman spectra indicated that these crystals have a scheelite-type tetragonal structure without the presence of deleterious phases. Rietveld refinements data were employed in order to monitor the structural differences into PbMoO4 lattice of the crystals prepared by two methods. MR spectra showed a high mode ν1 (Ag) situated at around 876 cm-1, which is related to the Mo–O symmetric stretching vibrations into the [MoO4] clusters. FTIR spectra exhibited a large absorption band with two modes ν3 (Eu and Au) located at around 749 and 756 cm-1, for PbMoO4 obtained by CP method and 864 and 851cm-1 for PbMoO4 obtained by PH at different temperatures, which are associated to the O–Mo–O antisymmetric stretching vibrations into the [MoO4] clusters. Field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) micrographs were employed to observe the shape and monitor the evolution of growth and processing of these crystals. UV-vis absorption measurements evidenced a reduction in optical band gap values (from 3,14 eV to 3,19 eV) with the increase of CH processing temperature. PL properties of were explained through a model based in distortions on the tetrahedral [MoO4] clusters due to intrinsic defects at medium range and presence of intermediary energy levels (deep and shallow holes) within the band gap. Finally, the growth mechanisms were proposed for... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: José Arana Varela / Co-orientador: Sergio Mazurek Tebcherani / Co-orientador: Diogo Pascoalini Volanti / Banca: Sonia Maria Zanetti / Banca: Marco Aurélio Cebim / Banca: Maximo Siu Li / Resumo: Este estudo avaliou o efeito de um tratamento tér mico assistido por pr essão sobre as propriedades de fotoluminescência do óxido de bismuto ( α - Bi 2 O 3 ) sintetizado pelo método hidrotérmi co assistido por micro - ondas (HAM ) . O α - Bi 2 O 3 teve sua estrutura determinada através da técnica de Difração de raios X, e com o auxílio de refinamentos pelo método de Rietveld foi possível visualizar que a amostra tratada com pressão possui um ângulo entre os cluster s [BiO 6 ] - [BiO 6 ] ligeiramente maior. A s técnicas de microsc opia el etr ônica de varredura e transmissão possibilitaram a definição da morfologia acicular, tamanho e direção de crescimento dos cristais. A composição química dos materiais foi avaliada pelas espectroscopias Raman e de Fotoelétrons excitados por raios X, onde os espectros Raman mostraram um aumento da intensidade nos modos acima de 284cm - 1 na amostra tratada com pressão, sugerindo uma alteração na densidade eletr ônica. Os espectros XPS em ambas amostras não mostraram a presença de contaminantes, fase secundári a ou íons Bi 2+ . Ambas as técnicas mostraram que as emissões PL do α - Bi 2 O 3 na região de baixa energia (inferior a 2,1 eV) são atribuída s a lacunas de oxigênio que formam estados doadores. As propriedades óticas dos materiais foram avaliadas e comparadas co m o auxílio da técnica de espectroscopia Uv - vis, onde não foi possível verificar nenhuma alteraç ão significativa nas amostras. As propriedades fotoluminescentes das amostras também foram medidas e comparadas . F oi possível verificar que o tratamento térmico assistido por pressão ca usou um aumento angular entre os clusters [BiO 6 ] - [BiO 6 ] do α - Bi 2 O 3, resultando num aumento significativo da intensidade da emissão PL na amostra tratada com pressão . Cálculos teóricos foram utilizados para simular as bandas de va lência e condução dos ma... / Abstract: This research evaluated the effect of a pressure - assisted heat treatment (PAHT) on the photoluminescent (PL) properties of bismuth oxide ( α - Bi 2 O 3 ), which was synthesized by a microwave - assisted hydrothermal (MAH) method. α - Bi 2 O 3 crystal structure was characterized X - ray diffraction, and Rietveld refinements showed the pressure - assisted heat treatment caused an angular increase between the [BiO 6 ] - [B iO 6 ] clusters of α - Bi 2 O 3 . Scanning and transmission electron microscopies allowed defining the morphology (acicular), size and crystal growth direction of crystals. Chemical composition of samples was evaluated by Raman and X - ray photoelectron (XPS) spectr oscopies. Raman spectra showed an increase in the spectrum intensity for frequencies higher than 284 cm - 1 for PAHT samples, which suggests an alteration in the electronic density of crystals. XPS spectra of samples did not show the presence of contaminants, secondary phases and Bi 2+ ions. Both Raman and XPS spectra also showed that the α - Bi 2 O 3 PL emissions in the low - energy region (below 2.1 eV) are attributed to oxygen vacancies that form defect donor states. UV - vis absorption spectra showed no significant difference between samples. The angular increase between [BiO 6 ] - [BiO 6 ] clusters of α - Bi 2 O 3 promoted a significant rise in the electronic density of the material, which was considered as the cause for the increase in PL emission intensity in PAHT samples. F irst - principles total - energy calculations were carried out within the periodic density - functional - theory (DFT) to simulate valence and conduction bands, and the average electronic density in these bands. Theoretical results showed how cluster distortion a lters the polarization of O 2p states, and consequently, the electronic density of crystals. / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Doutor

Orientador: Alexandre Mesquita / Banca: Maria Inês Basso Bernardi / Banca: Dante Luis Chinaglia / Resumo: Nanocristais tem sido extensivamente investigados nos últimos anos devido à sua ampla gama de aplicações em vários dispositivos tais como sensores, células solares, lasers, fotocatalisadores, fotodetectores, detectores de infravermelhos, diodos emissores de luz, materiais eletroluminescentes e outros materiais emissores de luz. Semicondutores nanocristalinos apresentam propriedades eletrônicas intermediárias entre aqueles de estrutura molecular e sólidos macrocristalinos, proporcionando uma ampla gama de aplicações. Entre estes materiais, o sulfeto de zinco (ZnS) puro ou dopado tem recebido notável atenção por causa de suas propriedades estruturais ópticas, versatilidade e potencial para várias aplicações tecnológicas. O ZnS é um típico semicondutor II-VI, com um gap direto de 3,6 eV à temperatura ambiente e aproximadamente 40 meV de energia de gap, sendo um bom material luminescente utilizado em telas, sensores e lasers. Como material de gap largo, o ZnS pode facilmente hospedar diferentes metais de transição como centros luminescentes. Entre estes íons de metais de transição para estruturas dopadas, os íons Cu2+e Mn2+ são atraentes pelas emissões de luz características e por apresentarem propriedades eficientes para aplicações como luminóforos. A inserção desses íons na estrutura do ZnS proporcionam defeitos que resultam em emissão no verde para os íons Cu2+e emissão no laranja para os íons Mn2+. Neste estudo, as amostras de ZnS pura e dopadas com Cu2+ e Mn2+ foram preparados pelo método solvotermal, que demonstra ser um processo eficaz para preparar nanopartículas. Uma vez preparadas, as estruturas das amostras nanoestruturadas foram caracterizadas e correlacionada s com propriedades fotoluminescentes. Os resultados de difração de raios X mostram que as amostras de ZnS foram cristalizadas (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nanocrystals has been extensively investigated in recent years due to its wide range of applications in various devices light emitting materials such as sensors, solar cells, lasers, photocatalysts, photodetectors, IR detectors, light emitting diodes and others. Nanocrystalline Semiconductors have electronic properties between those intermediate molecular macrocristalinos and solid structure, providing a wide range of applications. Among these materials, zinc sulfide (ZnS) pure or doped has received considerable attention because of its optical structural properties, versatility and potential for several technological applications. The ZnS is a typical II-VI semiconductor with a direct band gap of 3.6 eV at room temperature and about 40 meV in energy gap, and a good luminescent material for constrution of displays, lasers and sensors. As wide band gap material, ZnS can easily host different transition metals as luminescent centers. Among these ions of transition metal doped structures, Cu2+ and Mn2+ ions are attractive for light emission characteristics and for having effective properties for applications such as phosphors. The addition of these ions in ZnS structure provide defects that result in emission in the green for the Cu2+ ions and emission in orange for the Mn2+ ions. In this study, samples of pure ZnS and doped with Cu2+ and Mn2+ ions were prepared by solvotermal method, which demonstrate to be an effective process for preparing nanoparticles. Once prepared, the structures of the nanostructured samples were characterized and correlated with photoluminescent properties. The results of X-ray diffraction showed that the ZnS samples were completely crystallized without the presence of secondary phases and XRD patterns correspond to the structure of zinc blende to cubic space group F-43m. spectra XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Silvio Rainho Teixeira / Resumo: Cerâmica com estrutura do tipo perovskita e minério recentemente descoberto, o CaZrO3 se aplica, com destaque, em componentes de circuito para sensores de oxigênio, hidrogênio e umidade, além de poder ser utilizado na adsorção de corantes, como material abrasivo, refratário e como matriz em sólidos fósforos dopados com Eu3+. Devido a este leque de aplicações, torna-se imprescindível o estudo de novos métodos de síntese visando a obtenção deste material, principalmente em escala nanométrica. O método Hidrotermal Assistido por Micro-ondas (HAM) é um excelente candidato para tal, já que é empregado na obtenção de cerâmicas avançadas, utilizando menores tempos e temperaturas durante o processo de síntese. Este trabalho apresenta os primeiros resultados da obtenção do CaZrO3 pelo método HAM, no qual diversos parâmetros de síntese foram variados para uma melhor avaliação de suas características estruturais, morfológicas e ópticas. Partículas CaZrO3 foram nucleados pelo método HAM em 140 ºC durante 1, 10, 40 e 180 min e cristalizados via tratamento térmico de 600 até 1200 ºC. Duas fases principais foram obtidas, uma estequiométrica e outra não estequiométrica, as quais podem ter suas porcentagens modificadas de acordo com os precursores, tempo de síntese e temperatura de tratamento térmico. Três propriedades distintas foram analisadas: (1) sensibilidade à umidade; (2) capacidade de adsorção dos corantes rodamina B, vermelho congo, azul de metileno e alaranjado de metila e; (3) viabi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ceramic with a perovskite type structure and recently discovered mineral, CaZrO3 is especially used in circuit components for oxygen, hydrogen and humidity sensors, in addition to being able to be used in the adsorption of dyes, as an abrasive, refractory material and as a matrix in solid phosphors doped with Eu3+. Due to this range of applications, it is essential to study new methods of synthesis in order to obtain this material, mainly on a nanometric scale. The Microwave-Assisted Hydrothermal (MAH) method is an excellent candidate for this, since it is usually used to obtain advanced ceramics, using shorter times and temperatures during the synthesis process. This work presents the first results for obtaining CaZrO3 by the MAH method, in which several parameters of synthesis were varied for a better evaluation of its structural, morphological and optical characteristics. CaZrO3 particles were nucleated by the MAH method at 140 ºC for 1, 10, 40 and 180 min and crystallized via heat treatment from 600 to 1200 ºC. Two main phases were obtained, one stoichiometric and the other non-stoichiometric, which can have their percentages modified according to the precursors, synthesis time and heat treatment temperature. Three distinct properties were analyzed: (1) sensitivity to humidity; (2) adsorption capacity of rhodamine B, congo red, methylene blue and methyl orange dyes; (3) viability of this material as an Eu3+ ion matrix (1, 3 and 5%). All these properties were observed, whe... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] Neste trabalho são reportados o preparo, a caracterização e os estudos de luminescência de filmes do polímero 1,7-polioxepan-2-ona (policaprolactona, PCL) dopados com complexos trisacetilacetonatos (acac) de Terras Raras trivalentes (TR igual a Eu3 positivo, Gd3 positivo e Tb3 positivo). Os dados de microanálise de CHN evidenciaram que a fórmula geral para os compostos precursores é (TR(acac)3(H2O)3). Os espectros de absorção na região do infravermelho (FTIR) e os espectros Raman indicaram que a coordenação dos ligantes B-dicetonas aos íons TR3 positivo ocorre através dos átomos de oxigênio dos grupos carbonila. Os filmes de PCL foram dopados com (TR(acac)3(H2O)3) em concentrações de 1, 5, 10, 15 e 20 porcento (m/m). Os dados de FTIR e Raman evidenciaram a interação entre o polímero PCL e os B-dicetonatos de TR. As análises termogravimétricas indicaram o caráter anidro das matrizes poliméricas dopadas e melhoria da estabilidade térmica comparados aos complexos precursores. Os espectros de emissão dos sistemas PCL:Eu e PCL:Tb apresentam bandas finas características das transições intraconfiguracionais dos íons Eu3 positivo (5D0-7F0-4) e Tb3 positivo (5D4-7F6-0) que exibem as cores vermelha e verde, respectivamente. Além de supressão de luminescência por concentração, também foram observadas perdas de intensidade da emissão dos filmes ao longo do tempo. Os filmes dopados com Eu3 positivo apresentam maiores tempos de vida do nível emissor 5D0 e eficiências quânticas, indicando que o PCL participa no processo de transferência de energia ligante-metal e co-sensibiliza os íons TR3 positivo. / [en] In this work we report the preparation, characterization and the luminescence studies 1,7-polyoxepan-2-one (polycaprolactone, PCL) polymer films doped with trivalent Rare Earth (RE = Eu3 positive, Gd3 positive e Tb3 positive) trisacetylacetonate (acac) complexes. The CHN microanalysis data confirmed that the general formula for the precursor compounds is (RE(acac)3(H2O)3). The absorption spectra in the infrared region (FTIR) and Raman spectra indicated that the coordination of the B-diketone ligands to RE3 positive ions occurs through the oxygen atoms of carbonyl groups. The PCL films were doped with (RE(acac)3(H2O)3) at concentrations of 1, 5, 10, 15 and 20 porcento (w/w). FTIR and Raman data demonstrated the interaction between PCL polymer and rare earth B-diketonates. The thermogravimetric analysis indicated the anhydrous character of the doped polymer matrices and improvement of thermal stability, in comparison with the precursor complexes. The emission spectra of the PCL:Eu and PCL:Tb systems present characteristic narrow bands of the intraconfigurational transitions of Eu3 positive (5D0-7F0-4) and Tb3 positive (5D4-7F6-0), exhibiting red and green colors, respectively. In addition to concentration quenching of luminescence, losses of emission intensities were also observed over time. The Eu3 positive-doped films exhibit higher lifetimes of the 5D0 emitting level and quantum efficiencies, indicating that the PCL participates in the ligand–metal energy transfer process and co-sensitizes the RE3 positive ions.

Orientador: Alexandre Mesquita / Banca: Luis Fernando Silva / Banca: Fabio Simões de Vicente / Resumo: O óxido de zinco (ZnO) é um semicondutor de tipo n com um largo intervalo de banda proibida que é utilizado devido às suas excelentes propriedades de luminescência. Diferentes métodos de preparação de amostras, assim como a incorporação de átomos de magnésio, modifica a banda proibida do ZnO, alterando a intensidade da luminescência, sem grandes alterações em sua estrutura cristalina. Neste estudo, foram preparadas amostras nanoestruturadas de ZnO por três diferentes métodos de preparação (Precursores Poliméricos, Solvotermal e Co-precipitação) e amostras dopadas com diferentes quantidades de magnésio (Zn1-xMgxO). Os resultados de difração de raios-X mostram que as amostras de Zn1-xMgxO cristalizaram completamente sem a presença de fases secundárias (até 20% de magnésio) e os padrões de difração correspondem à estrutura espacial wurtzita hexagonal P63mc. Com o uso do Microscópio eletrônico de varredura comprovamos o aumento do tamanho das partículas relacionado com o aumento da temperatura de calcinação. Espectroscopia de Fotoluminescência exibe uma emissão na região do verde para amostras com magnésio. À medida que a concentração de Mg aumenta, observa-se um aumento desta emissão, o que está associado com o aumento das vacâncias de oxigênio em função da concentração de Mg. Esta técnica ainda mostrou uma emissão na região do laranja em ~ 600 nm para as amostras preparadas por co-precipitação e solvotermal, devido a defeitos do tipo Zn intersticial e a formação de Zn(OH)2 na... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Zinc oxide (ZnO) is a n-type semiconductor with a large band gap which has received considerable attention because of its optical properties and technological applications. Different methods of sample preparation, as well as the incorporation of magnesium atoms, modify the ZnO band gap, changing the intensity of the luminescence, without major changes in its crystalline structure. In this study, nanostructured ZnO samples were prepared by three different preparation methods (polymeric precursors, solvotermal and co-precipitation) and with the incorporation of different amounts of magnesium (Zn1-xMgxO). The X-ray diffraction results show that Zn1-xMgxO samples crystallized completely without the presence of secondary phases (up to 20% of magnesium) and the diffraction patterns correspond to the hexagonal wurtzite structure with space group P63mc. The characterization by scanning electron microscopy showed that the prepared samples have nanometric dimensions and that the increase of the calcination temperature causes an increase in the particle size. Results obtained with photoluminescence spectroscopy show an emission centered in the green region for all samples, which is caused by defects in the crystalline structure associated with oxygen vacancies. As the concentration of Mg increases, an increase of this emission is observed. This technique also showed an emission in the orange region at ~ 600 nm for samples prepared by co-precipitation and solvotermal due to interstitial Zn-type defects and Zn(OH)2 formation on the surface of ZnO nanoparticles, whose existence is confirmed with Raman spectroscopy measurements. Results obtained with the X-ray absorption spectroscopy technique (XANES and EXAFS) at the Zn K-edge exhibit the occurrence of oxygen vacancies and these vacancies may be related to the emission in the green region of the photoluminescence ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] A robustez do processo de preparação de pontos quânticos de grafeno (GQDs), utilizando uma abordagem bottom-up, e ácido cítrico (GQDs não funcionalizados) ou ácido cítrico/glutationa (GQDs dopados com N) como precursores, foram estudadas para avaliar variações nas propriedades ópticas desses nanomateriais em função das condições de preparo (massa de precursor, taxa de aquecimento e do meio hidro-esfoliante). Foram preparados três diferentes tipos de GQDs para comparar, principalmente, as respostas fotoluminescentes e a supressão desta pelo Fe3+. Os GQDs não funcionalizados apresentaram fotoluminescência intensa (comprimento de onda de excitação = 330 nm e comprimento de onda de emissão na faixa de 450-460 nm). Os GQDs preparados em meio básico apresentaram luminescência até quatro vezes maior (comprimento de onda de emissão na mesma região). Os GQDs-GSH apresentaram resposta luminescente até duas ordens de grandeza maior (comprimento de onda de excitação = 347 nm e comprimento de onda de emissão = 425 nm) e sua interação com Fe3+, usado como mediador para quantificação de ácido ascórbico (AA), produziu supressão do sinal original e deslocamento do comprimento de onda de emissão para 440 nm. A variação nas proporções de glutationa e ácido ascórbico não implicaram em diferenças significativas nas características gerais desses GQDs-GSH, apontando para a robustez das condições de preparação dos mesmos. A adição de Fe3+ (4,0 × 10-4 mol L-1) reduziu o sinal original pela metade, permitindo distinguir a recuperação do sinal causada pela adição de AA. As curvas analíticas normalizadas para AA apresentaram linearidade no intervalo de concentração entre 1,0 × 10-5 e 1,0 × 10-4 mol L-1. A análise de uma amostra real produziu recuperação afetada pela instabilidade do analito no ambiente de sonda. / [en] The robustness of graphene quantum dots (GQDs) production, using a bottom-up approach, using citric acid (non-functionalized GQDs) or citric acid/glutathione (N-doped GQDs) as precursors, were studied to evaluate variations in the optical properties of these nanomaterials as a function of the experimental conditions (precursor proportion, heating rate, and hydro-exfoliating medium). Three different types of GQDs were prepared to compare, mainly, the photoluminescent responses and their suppression by Fe3+. Non-functionalized GQDs showed intense photoluminescence (wavelength of excitation = 330 nm and wavelength of emission in the range of 450-460 nm). The GQDs prepared in basic condition medium showed luminescence property up to four times greater (wavelength of emission in the same region). The GQDs-GSH showed a luminescent response up to two orders of magnitude higher (wavelength of excitation = 347 nm and wavelength of emission = 425 nm), and their interaction with Fe3+, used as a mediator for the quantification of ascorbic acid (AA), produced suppression of the original signal and wavelength of emission shift to 440 nm. The variation in the proportions of glutathione and ascorbic acid did not imply significant differences in the general characteristics of these GQDs-GSH, pointing to the robustness of their preparation conditions. The addition of Fe3+ (4.0 × 10-4 mol L-1) reduced the original signal by half, allowing to distinguish the recovery of the signal caused by the addition of AA. The normalized analytical curves for AA showed linearity in the concentration range between 1.0 × 10-5 and 1.0 × 10-4 mol L-1. Analysis of a real sample produced recovery affected by analyte instability in the probe environment.