Glasses in the system v₂o₅-Te0₂ were prepared at intervals throughout the glass-forming composition range. The vanadium valence state was varied for each composition by the addition of elemental tellurium to reduce the melt. A chemical analysis method was devised to determine the v⁴⁺:vtotal ratio. Conductivity and thermopower measurements were made as functions of composition, valence ratio and temperature. The conductivity was found to increase as the total vanadium content increased and to be 21/2 to 3 orders of magnitude greater than that of a v₂0₅-P₂0₅ glass of similar v₂o₅ content. A maximum in conductivity was observed as the vanadium valence ratio was varied. This maximum was shifted to values around v⁴⁺:vtotal = 0.2 from the theoretically predicted value of 0.5. At temperatures above 250 K the conductivity varied exponentially with temperature with activation energies in the range 0.25 to 0.40 eV. Below this temperature there was a continuous decrease in slope of the conductivity down to the lowest temperature at which measurements were made. Thermopower was found to be negative and temperature independent above 250 K, while below this temperature it decreased in an activated manner with an activation energy of 0.02 eV. As a function of valence ratio the thermopower followed the behaviour predicted by Heikes and Ure, with the exception that the change of sign occurred at v⁴⁺:vtot ratios of around 0.2, instead of the theoretically predicted value of 0.5. (iii) Measurements were made of the optical absorption coefficient as functions of photon energy, composition, valence ratio and temperature. Temperature and composition did not affect the absorption spectrum significantly except that an absorption band appeared below the fundamental absorption edge as the glasses were reduced. The high electric field and a.c. properties of the glasses were also measured. These are consistent with hopping conduction of carriers between v⁴⁺ and v⁵⁺ sites. This data gives indirect indications of an inhomogeneous glass structure.

Submitted by MOISÉS DE SOUZA ARANTES NETO null (netomoises@yahoo.com.br) on 2016-09-17T18:56:55Z No. of bitstreams: 1 TESE_MOISES.pdf: 4715185 bytes, checksum: 9cf8bc8dfb49ce2c52b41de92483c1cf (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-21T16:55:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 arantesneto_ms_dr_ilha.pdf: 4715185 bytes, checksum: 9cf8bc8dfb49ce2c52b41de92483c1cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T16:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arantesneto_ms_dr_ilha.pdf: 4715185 bytes, checksum: 9cf8bc8dfb49ce2c52b41de92483c1cf (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / O avanço tecnológico das últimas décadas proporcionou avanços significativos tanto na obtenção quanto nas aplicações dos vidros. Estes materiais possuem aspectos fundamentais, as quais os colocam como alternativas viáveis para aplicações na óptica, em espelhos primários de telescópios e até dispositivos fotônicos de fibras em escala nanométricas. Os vidros à base de óxido de telúrio são uma opção para substituir ou melhorar as características de sistemas vítreos convencionais como os vidros silicatos. As propriedades ópticas e estruturais dos vidros teluritos têm direcionado as pesquisas para diversas aplicações. Neste trabalho amostras de vidros teluritos foram obtidas a partir da matriz 80TeO2•(20 – x)WO3 •(x)Bi2O3(mol %) preparadas pelo método de fusão/resfriamento. Estas amostras foram caracterizadas térmica e estruturalmente como objetivo de estudar o controle e distribuição do tamanho dos cristais na matriz vítrea por meio de duas etapas de tratamento térmico, estudar os processos de nucleação e crescimento de cristais e também estudar a cristalização induzida no vidro. Usando duas etapas de tratamento térmico obteve-se vitrocerâmicas com distribuição uniforme dos tamanhos dos cristais. Com a técnica de análise térmica diferencial (ATD), associada ao método de Matusita, os resultados indicaram que as amostras foram nucleadas durante o recozimento usado para retirar as tensões mecânicas remanescentes do processo de fusão/resfriamento. A cristalização induzida foi estudada usando a difração de Raios–X (DRX). Os resultados possibilitaram observar a formação de duas fases cristalinas após o tratamento térmico na temperatura de 400°C, a fase δ–Te0,95W0,05O2,05e a fase δ–Bi2O3. Com os tratamentos posteriores também foram formadas as fases α–TeO2 e γ–TeO2.O estudo da cristalização induzida também foi acompanhado pela Espectroscopia Raman, que possibilitou a identificação dos modos vibracionais dos polimorfos do TeO2. / The technological advance of the last decades has provided significant advances both in obtaining and in the applications of glass. These materials have fundamental aspects, which put them as viable alternatives for applications in optics, in primary mirrors of telescopes and even photonic devices fibers in nanometric scale. The glasses of tellurium oxide base are an option to replace or enhance the characteristics of conventional vitreous systems such as silicate glasses. Optical and structural properties of tellurite glasses have directed research for various applications. In this work, samples of tellurite glasses were obtained from the matrix 80TeO2•(20 – x)WO3•(x)Bi2O3(mol%) prepared by the method of melting/cooling. These samples were characterized by thermal and structurally in order to study the control and size distribution of crystals in the glass matrix by two-step heat treatment, study the nucleation process and growth of crystals and study induced crystallization in the glass. Using two-step heat treatment was obtainedglass-ceramics with uniform distribution of crystal sizes. With the differential thermal analysis (DTA) associated with Matusita method, the results indicated that the samples were nucleated during annealing used to remove the remaining mechanical stresses of the melting/cooling process. The induced crystallization was studied using X-ray diffraction (XRD). It was possible to observe the formation of two crystalline phases after the heat treatment at 400°C, the δ–Te0,95W0,05O2,05 and δ–Bi2O3 phases.With subsequent treatments were also formed the α–TeO2 and γ–TeO2 phases. The induced crystallization of the study was accompanied by Raman spectroscopy, which allowed the identification of vibrational modes of polymorphs of TeO2.

Orientador: Keizo Yukimitu / Resumo: O avanço tecnológico das últimas décadas proporcionou avanços significativos tanto na obtenção quanto nas aplicações dos vidros. Estes materiais possuem aspectos fundamentais, as quais os colocam como alternativas viáveis para aplicações na óptica, em espelhos primários de telescópios e até dispositivos fotônicos de fibras em escala nanométricas. Os vidros à base de óxido de telúrio são uma opção para substituir ou melhorar as características de sistemas vítreos convencionais como os vidros silicatos. As propriedades ópticas e estruturais dos vidros teluritos têm direcionado as pesquisas para diversas aplicações. Neste trabalho amostras de vidros teluritos foram obtidas a partir da matriz 80TeO2•(20 – x)WO3 •(x)Bi2O3(mol %) preparadas pelo método de fusão/resfriamento. Estas amostras foram caracterizadas térmica e estruturalmente como objetivo de estudar o controle e distribuição do tamanho dos cristais na matriz vítrea por meio de duas etapas de tratamento térmico, estudar os processos de nucleação e crescimento de cristais e também estudar a cristalização induzida no vidro. Usando duas etapas de tratamento térmico obteve-se vitrocerâmicas com distribuição uniforme dos tamanhos dos cristais. Com a técnica de análise térmica diferencial (ATD), associada ao método de Matusita, os resultados indicaram que as amostras foram nucleadas durante o recozimento usado para retirar as tensões mecânicas remanescentes do processo de fusão/resfriamento. A cristalização induzida foi estudad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientadores: Luiz Carlos Barbosa, Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T15:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FerenczJunior_JulioAlbertoPeres_M.pdf: 3491630 bytes, checksum: 5d5b5385cd23f50e9a3c39e9e55705e2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Devido à crescente necessidade de troca de informações, cada vez mais é necessário o desenvolvimento e criação de meios para torna-la mais rápida e eficaz, e é necessário que esta tecnologia seja comercial. Uma alternativa seria utilizar fibras ópticas como um meio para a informação quântica. Para tal, vidros teluritos e nanocristais de diamante apresentam propriedades desejáveis. Neste trabalho foi sintetizado e caracterizado um sistema de vidros teluritos frente algumas propriedades térmicas, ópticas e estruturais, em relação à dopagem por CsCl. Após esta caracterização, foi adicionado nanocristais de diamante na composição vítrea mais adequada e verificado que o método utilizado foi eficaz. Observou-se uma maior estabilidade térmica do sistema, menor densidade, maior janela de transparência óptica e menor índice de refração linear com o incremento da concentração de CsCl na matriz vítrea. Além disso, verificamos por microscopia eletrônica de transmissão que os nanocristais de diamante estão presentes na estrutura do material, quando utilizamos nosso método / Abstract: Due to the growing needed for exchange information it is necessary to develop and create ways being a technology faster, more effective and commercial. An alternative option is the use of fiber optics as a media for quantum information. In order to do it, tellurite glasses and diamond nanocrystals exhibit desirable properties. In this work, we synthesized and characterized a system of tellurite glasses forward some thermal, optical and structural properties towards doping CsCl. After this characterization, we added diamond nanocrystals in glass composition more suitable and we verified if the method was effective. We showed a higher thermal stability, lower density, higher optical transparency window and lower linear refractive index with increasing concentration of CsCl in the vitreous system. Furthermore, by transmission electron microscopy was checked that diamond nanocrystals are present inside the structure of the material, when we use this method / Mestrado / Física / Mestre em Física

Neste trabalho são apresentadas a síntese e caracterização das propriedades luminescentes dos sistemas vítreos TeO2-ZnO e TeO2-ZnO-PbO-Na2O dopados com íons de európio e térbio contendo nanopartículas (NPs) metálicas de prata, ouro e cobre, para aplicações em dispositivos fotônicos. Estes vidros possuem uma larga região de transmissão (350-6500 nm), elevada estabilidade química, resistências mecânica e térmica, baixa energia de fônon (em torno de 700 cm-1) e alto índice de refração (~ 2,0). Por meio de medidas de absorção óptica foi observada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente, responsável pelo fenômeno de luminescência nos vidros e a presença de bandas de absorção relacionadas à ressonância dos plasmons superficiais (RPS), localizadas em aproximadamente 490 nm (no caso das NPs de prata), em 500 nm (no caso das NPs de ouro) e em torno de 800 nm (no caso das NPs de cobre). A caracterização das NPs metálicas foi realizada por meio da Microscopia Eletrônica de transmissão auxiliada pelas técnicas de difração de elétrons e espectrometria de energia dispersiva (EDS) e permitiu a observação de NPs metálicas, cristalinas e de diversos formatos e tamanhos. As medidas de emissão foram realizadas excitando as amostras em 405 nm para as dopadas com Eu3+ e 377 nm para as amostras dopadas com Tb3+, por meio de um espectrômetro de fluorescência, com lâmpada de Xenon de pulsos de 2 a 3 s. Foram medidas bandas de emissão associadas à emissão do Eu3+ em 580 nm, 590 nm, 614 nm, 650 nm e 695 nm devidas às transições 5D07FJ (com J = 0 até 4). A banda situada em 614 nm, associada a uma transição de dipolo-elétrico é a mais intensa, por ser mais sensível às mudanças do campo local provocado pela presença das NPs metálicas. Para as amostras dopadas com Tb3+ foram observadas emissões em 485 nm, 550 nm, 590 nm e 623 nm, associadas às transições 5D47FJ (com J = 6 até 3), sendo a emissão em 550 nm associada também a uma transição de dipolo-elétrico e portanto a mais sensível às alterações do campo local provocado pela presença das NPs metálicas. Para as amostras codopadas com íons de Eu3+ e Tb3+, foram observados aumentos significativos da luminescência referente à emissão em 614 nm na presença de NPs de prata. A obtenção de aumento da luminescência dos íons de Eu3+ somente pela transferência de energia proveniente do Tb3+ não é um mecanismo trivial. Entretanto, foi observado em amostras preparadas com diferentes concentrações de íons aceitadores e doadores e intensificada também na presença de NPs de prata. Os aumentos ocorridos na luminescência são provavelmente causados pelo aumento do campo local nas proximidades dos íons de terras-raras e por processos de transferência entre as NPs metálicas e os íons de terras-raras. Nestes casos a distância entre os íons de terras-raras e as NPs está compreendida entre 5 nm e 20 nm. Portanto, a presença das NP desempenha um papel importante para o aumento da luminescência, permitindo o desenvolvimento de novos materiais com aplicações em nanofotônica. / This work presents the synthesis and characterization of luminescent properties of vitreous systems TeO2-ZnO e TeO2-ZnO-PbO-Na2O doped with ions of europium and terbium containing silver, gold and copper nanoparticles (NPs), for applications in photonic devices. These glasses have a large window transmission (350-6500 nm), chemical stability, mechanical and thermal resistance, low phonon energy (around 700 cm-1) and high refraction index (~2,0). The optical absorption measurement showed the incorporation of rareearths ions in the trivalent form, responsible for the luminescence phenomenon in the glasses and the presence of absorption bands related to the surface plasmons resonance (SPR), located in approximately 490 nm (in the case of silver NPs) in 500 nm (in the case of gold NPs) and around 800 nm (in the case of copper NPs). The characterization of the metallic NPs was perfomed with transmission electron microscopy (TEM) with the aid of electron diffraction and energy dispersive spectroscopy techniques that allowed the observation of metallic NPs, crystalline with several shapes and sizes. The measurements were made through with excitation of 405 nm for samples doped with Eu3+ and 377 nm for samples doped with Tb3+, using a fluorescence spectrometer, with Xenon lamp with pulses varying from 2 to 3 s. The bands associated to Eu3+ emission were measured at 580 nm, 590 nm, 614 nm, 650 nm and 695 nm due to the transitions 5D07FJ (with J = 0 to 4). The band situated at 614 nm related to electric dipole transition is the most intense because it is sensitive to changes in the local field, caused by the presence of metallic NPs. For samples doped with Tb3+ it was observed emissions at 485 nm, 550 nm, 590 nm and 623 nm, associated with the transitions 5D47FJ (with J = 6 to 3) being the 550 nm emission also related to electric dipole transition and consequently the most sensitive to changes in the local field, caused by the presence of metallic NPs. For the samples codoped with Eu3+ and Tb3+ ions it was observed significative enhancement of the luminescence at 614 nm emission in the presence of silver NPs. The achievement of the enhancement of the luminescence of Eu3+ ions only by energy transfer from Tb3+ is not a trivial mechanism. However, it was observed in samples prepared with different concentrations of acceptor and donors ions and intensified in the presence of NPs silver. The enhancement of the luminescence is probably caused by the increase of the local field around the rare earth ions and by processes of energy transfer between the metallic NPs and the rare earth ions. In these cases the distance between the rare earth ions and the metallic NPs ranges from 5 to 20 nm. Thus, the presence of metallic NPs plays an important role for the enhancement of the luminescence, allowing the development of new materials with application in photonic.

O avanço tecnológico das últimas décadas proporcionou avanços significativos tanto na obtenção quanto nas aplicações dos vidros. Estes materiais possuem aspectos fundamentais, as quais os colocam como alternativas viáveis para aplicações na óptica, em espelhos primários de telescópios e até dispositivos fotônicos de fibras em escala nanométricas. Os vidros à base de óxido de telúrio são uma opção para substituir ou melhorar as características de sistemas vítreos convencionais como os vidros silicatos. As propriedades ópticas e estruturais dos vidros teluritos têm direcionado as pesquisas para diversas aplicações. Neste trabalho amostras de vidros teluritos foram obtidas a partir da matriz 80TeO2•(20 – x)WO3 •(x)Bi2O3(mol %) preparadas pelo método de fusão/resfriamento. Estas amostras foram caracterizadas térmica e estruturalmente como objetivo de estudar o controle e distribuição do tamanho dos cristais na matriz vítrea por meio de duas etapas de tratamento térmico, estudar os processos de nucleação e crescimento de cristais e também estudar a cristalização induzida no vidro. Usando duas etapas de tratamento térmico obteve-se vitrocerâmicas com distribuição uniforme dos tamanhos dos cristais. Com a técnica de análise térmica diferencial (ATD), associada ao método de Matusita, os resultados indicaram que as amostras foram nucleadas durante o recozimento usado para retirar as tensões mecânicas remanescentes do processo de fusão/resfriamento. A cristalização induzida foi estudada usando a difração de Raios–X (DRX). Os resultados possibilitaram observar a formação de duas fases cristalinas após o tratamento térmico na temperatura de 400°C, a fase δ–Te0,95W0,05O2,05e a fase δ–Bi2O3. Com os tratamentos posteriores também foram formadas as fases α–TeO2 e γ–TeO2.O estudo da cristalização induzida também foi acompanhado pela Espectroscopia Raman, que possibilitou a identificação dos modos vibracionais dos polimorfos do TeO2. / The technological advance of the last decades has provided significant advances both in obtaining and in the applications of glass. These materials have fundamental aspects, which put them as viable alternatives for applications in optics, in primary mirrors of telescopes and even photonic devices fibers in nanometric scale. The glasses of tellurium oxide base are an option to replace or enhance the characteristics of conventional vitreous systems such as silicate glasses. Optical and structural properties of tellurite glasses have directed research for various applications. In this work, samples of tellurite glasses were obtained from the matrix 80TeO2•(20 – x)WO3•(x)Bi2O3(mol%) prepared by the method of melting/cooling. These samples were characterized by thermal and structurally in order to study the control and size distribution of crystals in the glass matrix by two-step heat treatment, study the nucleation process and growth of crystals and study induced crystallization in the glass. Using two-step heat treatment was obtainedglass-ceramics with uniform distribution of crystal sizes. With the differential thermal analysis (DTA) associated with Matusita method, the results indicated that the samples were nucleated during annealing used to remove the remaining mechanical stresses of the melting/cooling process. The induced crystallization was studied using X-ray diffraction (XRD). It was possible to observe the formation of two crystalline phases after the heat treatment at 400°C, the δ–Te0,95W0,05O2,05 and δ–Bi2O3 phases.With subsequent treatments were also formed the α–TeO2 and γ–TeO2 phases. The induced crystallization of the study was accompanied by Raman spectroscopy, which allowed the identification of vibrational modes of polymorphs of TeO2.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência de nanopartículas de prata nas propriedades ópticas de vidros de telureto dopados com íons de terras raras para aplicações em fotônica. Foram estudados três sistemas vítreos diferentes, TeO2-ZnO (B1), TeO2-PbO-GeO2 (T1) e TeO2-GeO2-BaO-Nb2O5 (Q3), todos preparados com óxidos de Itérbio (Yb2O3), Praseodímio (Pr2O3) e Érbio (Er2O3), além do reagente Nitrato de Prata (AgNO3), precursor das nanopartículas. Estes vidros possuem uma larga região de transmissão (350-6500 nm), boa estabilidade química, resistências mecânica e térmica, baixa energia de fônon (em torno de 700 cm-1) e alto índice de refração (~ 2,0). Através de medidas de absorção óptica foi observada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente, responsável pelo fenômeno de luminescência nos vidros. Para comprovar a presença das nanopartículas foram realizadas análises de Microscopia Eletrônica de Transmissão. As análises de microscopia eletrônica de transmissão permitiram observar o tamanho e o formato das nanopartículas formadas. A composição das nanopartículas foi obtida através da técnica de difração de elétrons realizada durante os ensaios de microscopia eletrônica de transmissão. As nanopartículas obtidas nos sistemas vítreos estudados apresentaram-se na forma metálica e cristalina, com tamanho médio variando entre 3 nm e 12 nm. Para o sistema B1 preparado com Yb2O3 foram feitas as medidas da luminescência cooperativa das amostras vítreas e de fibras nanoestruturadas, e estudada a interferência das nanopartículas. Para os sistemas preparados com Pr2O3 e AgNO3 e com Er2O3 e AgNO3 foram estudadas as interferências das nanopartículas nas emissões. Os resultados mais relevantes foram obtidos para o sistema T1, preparado com Pr2O3, para o qual foi observado aumento significativo da intensidade de emissão, de aproximadamente 100 %, na presença das nanopartículas quando comparadas as amostras tratadas por 1 h e 17 h. A diminuição da luminescência, observada em algumas amostras, é atribuída ao fato de as nanopartículas estarem situadas, em relação aos íons de terras-raras, a distâncias inferiores a 5 nm. Os resultados obtidos demonstram que as emissões de íons de terras-raras mais afetadas são as que se encontram mais próximas da banda de absorção do plasmon das nanopartículas. / This work presents a study about the influence of silver nanoparticles in the optical properties of tellurite glasses doped with rare-earths ions for photonic applications. Three different glassy systems were study, TeO2-ZnO (B1), TeO2-PbOGeO2 (T1) and TeO2-GeO2-BaO-Nb2O5 (Q3), all of them prepared with Ytterbium (Yb2O3), Praseodymium (Pr2O3) and Erbium (Er2O3) oxides, and the Silver Nitrate reagent (AgNO3), the nanoparticles precursor. These glasses have a large transmission window (350-6500 nm), chemical stability, mechanical and thermal resistance, low phonon energy (around 700 cm-1) and high refractive index (~2,0). The optical absorption measurement showed the incorporation of rareearths ions in the trivalent form, responsible for the luminescence phenomenon in the glasses. In order to prove the presence of nanoparticles, analyses of Transmission Electron Microscopy (TEM) were performed. These analyses allowed the observation of the size and of the shape of the formed nanoparticles. The composition of the nanoparticles was obtained by the electron diffraction technique performed during the transmission electron microscopy analyses. The nanoparticles obtained in the studied glassy systems presented themselves in metallic and crystalline form, with average size varying between 3 nm and 12 nm. For the B1 system doped with Yb2O3, the cooperative luminescence analyses from the glassy samples and the nanostructured fiber glasses were performed, and the interference of the nanoparticles was studied. For the systems doped with Pr2O3 and AgNO3 and with Er2O3 and AgNO3, it was studied the interference of the nanoparticles on the emissions. The most relevant results were obtained for the T1 system, prepared with Pr2O3, which presented significant enhancement of luminescence, nearly 100 %, in the presence of nanoparticles when compared to the samples heat treated for 1 h and 17 h. The decrease of the luminescence, observed for some samples, is attributed to the fact that the distance between the nanoparticles and the rare-earth ions is smaller than 5 nm. The results obtained show that the rare-earth emissions, that are more influenced, are those whose wavelengths are nearer of the plasmon resonance band of the nanoparticles.

Orientador: Keizo Yukimitu / Banca: Antonio Medina Neto / Banca: Elso Drigo Filho / Resumo: Neste trabalho foram estudadas as propriedades ópticas de vidros teluretos do sistema (20-x)Li2O-80TeO2-xTiO2 com x = 0, 5, 10 e 15 mol%. Foram preparadas amostras para cada uma das composições através do convencional método de "meltquenting". Medimos, para cada amostra, o espectro de infravermelho e o espectro na faixa do ultravioleta-visível. Também obtemos os valores de índice de refração de cada amostra para diversos comprimentos de onda na faixa do visível. Para tanto, utilizamos um interferômetro de Michelson-Morley modificado. Medidas de densidade foram feitas utilizando-se o convencional método de Arquimedes. Por fim, foram feitas medidas do coeficiente térmico do caminho óptico através da interferometria. A análise estrutural foi feita através do espectro de infravermelho. Pode-se observar a tendência à formação de pirâmides trigonais em substituição às bipirâmides (encontradas no TeO2 cristalino) quando aumentamos a porcentagem de óxido de lítio. Uma análise qualitativa da absorção na faixa de interesse em comunicações ópticas (~1500 nm) foi feita através do espectro de infravermelho próximo, mostrando que nesta faixa temos a predominância do espalhamento Rayleigh, com o coeficiente de absorção proporcional a λ-4. Usando os dados da espectroscopia na faixa ultravioleta-visível foi possível observar a mudança das freqüências de corte para cada composição e ainda calcular a energia de gap e a energia de cauda de Urbach. Através do modelo clássico de osciladores harmônicos forçados de Wemple, os resultados de índice de refração foram interpretados. Buscou-se ainda relacionar as mudanças observadas para os valores medidos para cada composição com possíveis mudanças estruturais. Concluímos, usando as considerações de Wemple, que o aumento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work had been studied tellurite glasses's the optic properties of the system (20-x) Li2O-80TeO2-xTiO2 with x = 0, 5, 10 and 15 mol%. Samples for each one of the compositions through the conventional method of melt-quenting had been prepared. We measure, for each sample, the infra-red ray specter and the specter in the band of the ultraviolet-visible one. Also we get the values of refractive index of each sample for diverse wave lengths in the visible band. For in such a way, we use a modified interferometer of Michelson-Morley. Measures of density had been made using the conventional method of Archimedes. Finally, they had been made measured of the thermal coefficient of the optic way through the interferometry. The structural analysis was made through the infra-red ray specter. The trend to the formation of trigonais pyramids in substitution to the bipyramids can be observed (found in the crystalline TeO2) when increases the lithium oxide percentage. A qualitative analysis of the absorption in the band of interest in optic communications (~1500 nm) was made through the infra-red ray specter, showing that in this band we have the predominance of the Rayleigh scattering, with the coefficient of absorption proportional to λ-4. Using the data of the spectroscopy in the ultraviolet-visible band to each composition was possible to observe the change of the cut-off frequencies and still to calculate the energy of gap and the energy of Urbach. Through the classic model of forced harmonic oscillators of Wemple, the results of refractive index had been interpreted. We still searched to relate the changes observed for the values measured for each composition with possible structural changes. We conclude, using the considerations of Wemple, that the increase for the values of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho foram estudados diferentes vidros de telureto dopados com íons de terras raras (TR) e nanopartículas (NPs) metálicas visando aplicação sobre a superfície de dispositivos fotovoltaicos. O objetivo foi utilizar os processos luminescentes de tais íons para otimizar a eficiência de conversão de energia de células solares. Os vidros de telureto foram escolhidos por apresentarem boas características ópticas, físicas e luminescência na presença de íons de terra rara e de NPs. Diferentes composições de telureto foram estudadas (TeO2-ZnO, TeO2-ZnO-Na2CO3) para observar a influência de diferentes janelas de transmissão sobre o desempenho de células solares, conciliando a máxima luminescência com a máxima transmitância do vidro. As amostras vítreas foram produzidas mediante o processo tradicional conhecido por \"melting quenching\" seguido por tratamento térmico. Os dopantes utilizados foram os íons de Tb3+, Yb3+, Eu3+ e nanopartículas de prata (NPs de Ag). Através dos mecanismos de conversão descendente apresentados por tais íons é possível converter comprimentos de onda que o dispositivo fotovoltaico não absorveria, para comprimentos compreendidos no seu \"band gap\" de forma a aumentar a eficiência da célula solar. Foram feitas caracterizações espectroscópicas de luminescência, absorbância e transmitância para caracterizar as propriedades ópticas dos vidros e microscopias para observar a forma e tamanho das NPs. Também foram feitas caracterizações elétricas de dispositivos fotovoltaicos com as amostras vítreas colocadas sobre suas superfícies, a fim de verificar influencias em suas eficiências. Observou-se que o tipo de célula solar e o tipo de sistema vítreo influenciam os resultados de eficiência para cada combinação de íons de terras raras. Ressaltam-se que foram obtidos aumentos na eficiência relativa de dispositivos fotovoltaicos comerciais fabricados em Si e GaP em 14% e 34,5%, respectivamente, com a utilização de vidros TeO2-ZnO dopados com Eu3+ e NPs de Ag. Foi utilizado óleo para acoplamento entre o vidro e a célula solar para aumentar o contato óptico, que possibilitou fazer a comparação da eficiência da célula coberta em relação à célula descoberta. Usando a célula solar de Si monocristalino foi observado aumento de 12,8% de eficiência relativa, quando coberta com vidros TeO2-ZnO dopados com Eu3+ e NPs de Ag. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram que a utilização de processos de conversão descendente de íons de TR em vidros de telureto são promissores para incrementar a eficiência de células solares, assim como, o uso de NPs metálicas. / In this work, different tellurite glasses doped with rare earth ions and metallic nanoparticles (NPs) were studied for applications on solar cells surface. The goal was to use the luminescent processes of the rare earth ions to optimize the solar cells energy conversion efficiency. Tellurite glasses were chosen because of the good optical and physical characteristics and luminescence in the presence of rare earth ions and metallic NPs. Different tellurite compositions were studied (TeO2-ZnO, TeO2-ZnO-Na2CO3) to observe the influence of different transmission windows on the solar cell performance, conciliating maximum luminescence with the maximum transmittance of the glasses. The vitreous samples were produced using the traditional \"melting quenching\" procedure followed by heat treatment. The dopants used were Tb3+, Yb3+, Eu3+ ions and silver NPs. The purpose was to use the downconversion processes of rare earth ions to convert the wavelengths that the photovoltaic device cannot absorb into wavelengths situated in its the band gap and enhance the energy conversion efficiency. Luminescence, absorption and transmittance spectroscopic characterizations were made to determine the optical properties of the glasses and microscopic measurements were used to observe the NPs size and shape. Electrical characterizations of the photovoltaic devices were also done with the glasses placed on their surfaces to verify the influence on their energy conversion efficiencies. It was observed that the type of solar cell and the glass host influenced the results, for each rare-earth ions combination. The results obtained with TeO2-ZnO glasses doped with Eu3+ and silver NPs can be highlighted, which show efficiency increase in 14% and 34,5%, when covering Si and GaP commercial solar cells, respectively. The oil matching was used between the solar cell and the glasses in order to enhance the optical contact and to allow the comparison between the results of the covered solar cell with the uncovered solar cell. It was observed for the energy conversion efficiency enhancement of 12% when the Si solar cell was covered with the TeO2-ZnO glasses doped with Eu3+ and with silver NPs. The results presented in this work demonstrate that the use of the rare earth ions downconversion processes are promising for improving the solar cells energy conversion efficiency as well as the use of metallic NPs.

Neste trabalho foram estudados diferentes vidros de telureto dopados com íons de terras raras (TR) e nanopartículas (NPs) metálicas visando aplicação sobre a superfície de dispositivos fotovoltaicos. O objetivo foi utilizar os processos luminescentes de tais íons para otimizar a eficiência de conversão de energia de células solares. Os vidros de telureto foram escolhidos por apresentarem boas características ópticas, físicas e luminescência na presença de íons de terra rara e de NPs. Diferentes composições de telureto foram estudadas (TeO2-ZnO, TeO2-ZnO-Na2CO3) para observar a influência de diferentes janelas de transmissão sobre o desempenho de células solares, conciliando a máxima luminescência com a máxima transmitância do vidro. As amostras vítreas foram produzidas mediante o processo tradicional conhecido por \"melting quenching\" seguido por tratamento térmico. Os dopantes utilizados foram os íons de Tb3+, Yb3+, Eu3+ e nanopartículas de prata (NPs de Ag). Através dos mecanismos de conversão descendente apresentados por tais íons é possível converter comprimentos de onda que o dispositivo fotovoltaico não absorveria, para comprimentos compreendidos no seu \"band gap\" de forma a aumentar a eficiência da célula solar. Foram feitas caracterizações espectroscópicas de luminescência, absorbância e transmitância para caracterizar as propriedades ópticas dos vidros e microscopias para observar a forma e tamanho das NPs. Também foram feitas caracterizações elétricas de dispositivos fotovoltaicos com as amostras vítreas colocadas sobre suas superfícies, a fim de verificar influencias em suas eficiências. Observou-se que o tipo de célula solar e o tipo de sistema vítreo influenciam os resultados de eficiência para cada combinação de íons de terras raras. Ressaltam-se que foram obtidos aumentos na eficiência relativa de dispositivos fotovoltaicos comerciais fabricados em Si e GaP em 14% e 34,5%, respectivamente, com a utilização de vidros TeO2-ZnO dopados com Eu3+ e NPs de Ag. Foi utilizado óleo para acoplamento entre o vidro e a célula solar para aumentar o contato óptico, que possibilitou fazer a comparação da eficiência da célula coberta em relação à célula descoberta. Usando a célula solar de Si monocristalino foi observado aumento de 12,8% de eficiência relativa, quando coberta com vidros TeO2-ZnO dopados com Eu3+ e NPs de Ag. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram que a utilização de processos de conversão descendente de íons de TR em vidros de telureto são promissores para incrementar a eficiência de células solares, assim como, o uso de NPs metálicas. / In this work, different tellurite glasses doped with rare earth ions and metallic nanoparticles (NPs) were studied for applications on solar cells surface. The goal was to use the luminescent processes of the rare earth ions to optimize the solar cells energy conversion efficiency. Tellurite glasses were chosen because of the good optical and physical characteristics and luminescence in the presence of rare earth ions and metallic NPs. Different tellurite compositions were studied (TeO2-ZnO, TeO2-ZnO-Na2CO3) to observe the influence of different transmission windows on the solar cell performance, conciliating maximum luminescence with the maximum transmittance of the glasses. The vitreous samples were produced using the traditional \"melting quenching\" procedure followed by heat treatment. The dopants used were Tb3+, Yb3+, Eu3+ ions and silver NPs. The purpose was to use the downconversion processes of rare earth ions to convert the wavelengths that the photovoltaic device cannot absorb into wavelengths situated in its the band gap and enhance the energy conversion efficiency. Luminescence, absorption and transmittance spectroscopic characterizations were made to determine the optical properties of the glasses and microscopic measurements were used to observe the NPs size and shape. Electrical characterizations of the photovoltaic devices were also done with the glasses placed on their surfaces to verify the influence on their energy conversion efficiencies. It was observed that the type of solar cell and the glass host influenced the results, for each rare-earth ions combination. The results obtained with TeO2-ZnO glasses doped with Eu3+ and silver NPs can be highlighted, which show efficiency increase in 14% and 34,5%, when covering Si and GaP commercial solar cells, respectively. The oil matching was used between the solar cell and the glasses in order to enhance the optical contact and to allow the comparison between the results of the covered solar cell with the uncovered solar cell. It was observed for the energy conversion efficiency enhancement of 12% when the Si solar cell was covered with the TeO2-ZnO glasses doped with Eu3+ and with silver NPs. The results presented in this work demonstrate that the use of the rare earth ions downconversion processes are promising for improving the solar cells energy conversion efficiency as well as the use of metallic NPs.