An onset coarsening-coalescence event based on the incubation time of cylindrical mesopore formation and a significant decrease of specific surface area by a certain fraction relative to the dry pressed samples was determined by N2 adsorption-desorption hysteresis isotherm for amorphous SiO2 nanoparticles (ca. 40 nm in size). In the temperature range of 1150-1300oC, the nanoparticles with binder (PVA) additive underwent onset sintering coupled with coarsening-coalescence without appreciable crystallization. The apparent activation energy of such a rapid process for amorphous SiO2 nanoparticles was estimated as 177 ¡Ó 31.5 kJ/mol, based on 30% change of specific surface area. As a comparison, in much lower temperature range of 600-900oC, the amorphous Zn2SiO4 nanoparticles underwent onset sintering coupled with coarsening-coalescence accompanied more or less with the formation of ZnO The apparent activation energy of such a rapid process for a amorphous Zn2SiO4 was estimated as 105 ¡Ó 3.8 kJ/mol based on 50% change of specific surface area. The minimum temperatures for sintering/coarsening/coalescence of the amorphous SiO2 and Zn2SiO4 are 1120¢J and 635oC, respectively based on the extrapolation of steady specific surface area reduction rates to null. PLA fragmentation of amorphous and nearly spherical SiO2 nanoparticles (40 nm in size) in water (i.e. PLAL process) with optional NaCl addition was conducted under Q-switch mode (532 nm, 400 mJ per pulse) having laser focal point fixed at ca. 10 mm beneath the water level for an accumulation time of 20 and 30 min at 10 Hz. The 532 nm laser incidence suffered little water absorption and was effective to produce irregular shaped amorphous nanocondensates as small as 10nm~20nm in diameter with accompanied change of medium range order (MRO) as indicated by single rather than two broad x-ray diffractions at low 2theta angle. Whereas the Na+ uptake in the amorphous silica from the salty water account for a lower wave number of FTIR bands. The combined effects of nanosize, MRO change and H+ -signature may cause a lower minimum band gap of the amorphous products (analogous to opal-A) which become partially crystallized as £]-cristobalite (analogous to opal-CT) with additional £\-tridymite when Na+ is present.

Orientador: Dante Luis Chinaglia / Banca: Gerson Santarine / Banca: Valtencir Zucolloto / Resumo: As novas tecnologias para a construção de telas e displays têm permitido reduzir o consumo de energia, o peso e a espessura, como também melhorar a eficiência e flexibilidade se comparado aos antigos monitores de CRTs e até mesmo aos atuais displays de cristal líquido. Dentre estas novas tecnologias destacam-se as que utilizam materiais orgânicos (OLED) ou orgânicos poliméricos (PLED) não somente por suas possibilidades de aplicações industriais, mas também por permitirem o desenvolvimento das ciências básica e aplicada. Seguindo uma linha alternativa, propomos, neste trabalho, um novo compósito híbrido, resultante da combinação de uma fase polimérica e uma fase inorgânica, que, do nosso ponto de vista também poderá contribuir para o desenvolvimento dessa nova geração de displays e telas. Este compósito é formado pela blenda de um polímero condutor dopado, a PANI (polianilina) ou POMA (poli(o-metóxi anilina)), e um polímero isolante, o P(VDF-TrFE) poli(vinilideno-co-trifluoretileno), na qual micro partículas de Zn2SiO4:Mn (SZF) foram adicionadas. Para o desenvolvimento desse novo compósito, estudamos cada um de seus elementos constituintes, notadamente quanto ao seu modo de preparo, características morfológicas e propriedades elétricas. Como resultado final, obtivemos dispositivos constituídos de uma única camada do compósito híbrido depositado por espalhamento sobre um substrato de ITO/FTO, acrescido, ainda, de um eletrodo de alumínio depositado por evaporação. Para a caracterização destes dispositivos foram realizadas medidas de condutividade elétrica, luminescência (L) e fotoluminescência (PL). Os compósitos PANI/P(VDF-TrFE)/SZF 05/95/80 e POMA/P(VDF-TrFE)/SZF 25/75/80 com condutividade elétrica da ordem de 10-3 S/m foram os que melhor se adequaram para a construção dos dispositivos. Os espectros de L e PL apresentaram um pico em ? = 538... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: New technologies recently applied to the fabrication of organic screens and displays have allowed the manufacture of lighter, thinner monitors in comparison to either the conventional cathodic rays tube (CRTs) or the liquid crystal displays (LCDs). In addition, displays based on organic materials (the so-called organic light emitting displays (OLEDs and the polymeric light emitting displays - PLEDs) may exhibit improved efficiency and flexibility. The organic displays have attracted attention of a number of research groups aimed at investigating the potential applications of these new devices in the electronic industry. In this study, a new hybrid composite comprising an inorganic phase dispersed in a polymeric matrix was investigated as a possible candidate material for displays fabrication. The continuous, organic phase was a blend containing a conducting polymer, viz. polyaniline (PANI) or its derivative poly(o-methoxyaniline) (POMA) and an insulating polymer, P(VDF-TrFE) (Poly(viny1idene fluoride- trifluorethylene)). Micro particles of Zn2SiO4:Mn (SZF) was added to the polymeric phase as the luminescent, active material. Luminescent devices were fabricating using a conventional trilayer architecture in which a thin film of the hybrid composite was deposited between two conducting electrodes. As the anode electrode we used either Indium-TinOxide (ITO) or Fluorine-Tin-Oxide (FTO)-covered glass plates. Evaporated aluminum was used as the cathode electrode. The material/device characterization was carried out using electric conductivity, luminescence (L) and photoluminescence (PL) measurements. PANI/P(VDFTrFE)/ SZF (05/95)/80 and POMA/P(VDF-TrFE)/SZF (25/75)/80 composites compositions presented the best performance, with electric conductivity of ca. 10-3 S/m. Luminescence and photoluminescence measurements revealed that both devices exhibited an emission band centered at 538 nm... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-18Bitstream added on 2014-06-13T20:53:29Z : No. of bitstreams: 1 biscuola_ma_me_rcla.pdf: 2829290 bytes, checksum: 4f1c3c8a080dce0360b3e6c8d278b78c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As novas tecnologias para a construção de telas e displays têm permitido reduzir o consumo de energia, o peso e a espessura, como também melhorar a eficiência e flexibilidade se comparado aos antigos monitores de CRTs e até mesmo aos atuais displays de cristal líquido. Dentre estas novas tecnologias destacam-se as que utilizam materiais orgânicos (OLED) ou orgânicos poliméricos (PLED) não somente por suas possibilidades de aplicações industriais, mas também por permitirem o desenvolvimento das ciências básica e aplicada. Seguindo uma linha alternativa, propomos, neste trabalho, um novo compósito híbrido, resultante da combinação de uma fase polimérica e uma fase inorgânica, que, do nosso ponto de vista também poderá contribuir para o desenvolvimento dessa nova geração de displays e telas. Este compósito é formado pela blenda de um polímero condutor dopado, a PANI (polianilina) ou POMA (poli(o-metóxi anilina)), e um polímero isolante, o P(VDF-TrFE) poli(vinilideno-co-trifluoretileno), na qual micro partículas de Zn2SiO4:Mn (SZF) foram adicionadas. Para o desenvolvimento desse novo compósito, estudamos cada um de seus elementos constituintes, notadamente quanto ao seu modo de preparo, características morfológicas e propriedades elétricas. Como resultado final, obtivemos dispositivos constituídos de uma única camada do compósito híbrido depositado por espalhamento sobre um substrato de ITO/FTO, acrescido, ainda, de um eletrodo de alumínio depositado por evaporação. Para a caracterização destes dispositivos foram realizadas medidas de condutividade elétrica, luminescência (L) e fotoluminescência (PL). Os compósitos PANI/P(VDF-TrFE)/SZF 05/95/80 e POMA/P(VDF-TrFE)/SZF 25/75/80 com condutividade elétrica da ordem de 10-3 S/m foram os que melhor se adequaram para a construção dos dispositivos. Os espectros de L e PL apresentaram um pico em ? = 538... . / New technologies recently applied to the fabrication of organic screens and displays have allowed the manufacture of lighter, thinner monitors in comparison to either the conventional cathodic rays tube (CRTs) or the liquid crystal displays (LCDs). In addition, displays based on organic materials (the so-called organic light emitting displays (OLEDs and the polymeric light emitting displays - PLEDs) may exhibit improved efficiency and flexibility. The organic displays have attracted attention of a number of research groups aimed at investigating the potential applications of these new devices in the electronic industry. In this study, a new hybrid composite comprising an inorganic phase dispersed in a polymeric matrix was investigated as a possible candidate material for displays fabrication. The continuous, organic phase was a blend containing a conducting polymer, viz. polyaniline (PANI) or its derivative poly(o-methoxyaniline) (POMA) and an insulating polymer, P(VDF-TrFE) (Poly(viny1idene fluoride- trifluorethylene)). Micro particles of Zn2SiO4:Mn (SZF) was added to the polymeric phase as the luminescent, active material. Luminescent devices were fabricating using a conventional trilayer architecture in which a thin film of the hybrid composite was deposited between two conducting electrodes. As the anode electrode we used either Indium-TinOxide (ITO) or Fluorine-Tin-Oxide (FTO)-covered glass plates. Evaporated aluminum was used as the cathode electrode. The material/device characterization was carried out using electric conductivity, luminescence (L) and photoluminescence (PL) measurements. PANI/P(VDFTrFE)/ SZF (05/95)/80 and POMA/P(VDF-TrFE)/SZF (25/75)/80 composites compositions presented the best performance, with electric conductivity of ca. 10-3 S/m. Luminescence and photoluminescence measurements revealed that both devices exhibited an emission band centered at 538 nm... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador: Alexandre Mesquita / Resumo: Os materiais nanoestruturados vêm sendo extensivamente estudados, não somente pelas novas propriedades e suas possíveis aplicações tecnológicas, mas também pela busca de uma melhor compreensão dos aspectos físicos e químicos. Em relação a materiais semicondutores, estudos da estrutura em escala nanométrica tem recebido considerável interesse em razão do efeito de tamanho que exibem. Semicondutores nanocristalinos apresentam propriedades eletrônicas intermediárias entre aqueles de estrutura molecular e sólidos macrocristalinos e são objeto de intensa pesquisa, apresentando uma grande diversidade de aplicações quando na forma nanoestruturada. Dentre esses materiais, o silicato de zinco (Zn2SiO4) puro ou dopado tem recebido atenção em razão de notáveis propriedades fundamentais, versatilidade e potencial para diversas aplicações tecnológicas. Nesse contexto, essa dissertação teve como objetivo realizar a síntese e a caracterização de Zn2SiO4 puro e dopado com átomos de manganês e sua correlação com propriedades fotoluminescentes. Neste trabalho, foi utilizado o método químico de preparação conhecido por co-preciptação. Deste modo, a caracterização morfológica foi realizada através da técnica de microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-MEV), a qual demonstra um aglomerado de grãos, tornando a determinação do tamanho do mesmo difícil. As propriedades estruturais das nanopartículas, bem como suas propriedades físicas e químicas, foram determinadas através das técn... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nanostructured materials have been extensively studied, not only for new properties and their possible technological applications, but also for a better understanding of the physical and chemical aspects. With regard to semiconductor materials, nanoscale structure studies have received considerable interest because of the size effect they exhibit. Nanocrystalline semiconductors have intermediate electronic properties between those of molecular structure and macrocrystalline solids and are the subject of intense research, presenting a great diversity of applications when in nanostructured form. Among these materials, pure or doped zinc silicate (Zn2SiO4) has received attention because of its remarkable fundamental properties, versatility and potential for various technological applications. In this context, this dissertation aimed to synthesize and characterize pure and doped Zn2SiO4 with manganese atoms and its correlation with photoluminescent properties. In this work, the chemical preparation method known as co-precipitation was used. Thus, the morphological characterization was performed by the high resolution scanning electron microscopy (FEG-SEM) technique, which demonstrates a grain cluster, making the size determination difficult. The structural properties of nanoparticles, as well as their physical and chemical properties, were determined by X-ray diffraction, Raman spectroscopy and photoluminescence techniques, with which it is possible to observe the formation of na... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-05Bitstream added on 2014-06-13T18:53:36Z : No. of bitstreams: 1 stefanelo_jc_me_rcla.pdf: 1971755 bytes, checksum: f2545c6a190dc7a872bf14f2c2b4fce6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi desenvolvido um dispositivo eletroluminescente (EL) constituído de um compósito híbrido (CH), formado por uma blenda polimérica e um material EL inorgânico. A blenda é composta por um polímero condutor, a poli(o-metoxianilina) (POMA) dopada com ácido tolueno sulfônico (TSA), e um polímero isolante, o poli(fluoreto de vinilideno-co-trifluoretileno) (P(VDF-TrFE)). A esta blenda é acrescentado um material EL inorgânico, o silicato de zinco dopado com Manganês (Zn2SiO4:Mn), formando assim, o compósito híbrido. O dispositivo foi construído depositando o compósito por drop casting sobre um substrato de óxido de estanho dopado com flúor (FTO) e após cristalização em uma estufa foi depositado um eletrodo de metal por evaporação à vácuo formando uma estrutura tipo “sanduíche”. Neste trabalho foram construídos dispositivos com eletrodo superior de Alumínio (Al) e Ouro (Au), denominados: FTO/CH/Al e FTO/CH/Au. O comportamento elétrico dos dispositivos de FTO/CH/Al foram analisados aplicando-se as teorias de Emissão Termoiônica, Emissão Schottky e Emissão Poole-Frenkel, o que tornou possível encontrar alguns parâmetros como: altura da barreira para a junção metal/CH, condutividade do CH e fator de retificação. O dispositivo de FTO/CH/Au foi caracterizado pela técnica de espectroscopia de impedância, sendo obtido também a altura da barreira para a junção metal/CH, a condutividade do CH, além da constante dielétrica do compósito e como variam esses dois últimos parâmetros com a temperatura. A aplicação das teorias de Emissão Termoiônica, Emissão Schottky e Emissão Poole-Frenkel produziram resultados semelhantes aos obtidos pela técnica de espectroscopia de impedância. Os espectros de luminescência apresentaram um pico em l = 528 nm com estabilidade temporal de emissão comparável a dos dispositivos inorgânicos puros. / In this work was developed an electroluminescent (EL) device made up with a hybrid composite (CH), that is formed by a polymeric blend and an inorganic EL material. The conductive polymer, poly(o-methoxyaniline) (POMA) doped with p-Toluene sulphonic acid (TSA), and an isolating polymer, the poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDFTrFE)), was used to make the polymer blend. An inorganic EL material, the zinc silicate manganese-doped (Zn2SiO4:Mn), was added to the blend, forming the hybrid composite. The composite was deposited by drop-casting over a Fluoride Tin Oxide substrate (FTO) and after the crystallization in an oven a metal electrode was deposited by vacuum evaporation, forming a type “sandwich” structure. In this work were constructed different devices. Aluminum (Al) and Gold (Au) were used as upper electrodes, therefore the device structures were: FTO/CH/Al and FTO/CH/Au. To analyze the electrical behavior of the FTO/CH/Al device was applied the theories of Thermionic Emission, Schottky Emission and Poole- Frenkel Emission. Using these theories was possible to obtain parameters such as; the barrier height from the metal/CH junction, CH conductivity and diode rectifier factor. The FTO/CH/Au device was characterized using the impedance spectroscopy technique. For this device was also possible to obtain the barrier height from the metal/CH junction, CH conductivity and CH dielectric constant. For the last two parameters the dependence with the temperature were also observed. The application of the theories of Thermionic Emission, Schottky Emission and Poole-Frenkel Emission produced similar results to that obtained by the impedance spectroscopy technique. The luminescence spectra, for the devices, showed a peak at l = 528 nm with emission stability in time that it is comparable of pure inorganic devices.