Resumo: A sílica mesoporosa do tipo MSU-4 foi sintetizada a partir do agente direcionador de estrutura Tween 20, utilizado como molde, e do precursor inorgânico tetraetilortosilicato (TEOS). Estruturas mesoporosas tem sido aplicadas em estudos luminescentes por apresentarem alto índice de organização, grande área superficial e distribuição regular de tamanho de poros. Nesse trabalho a sílica mesoporosa foi funcionalizada com 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) para aplicação luminescente. A sílica mesoporosa funcionalizada foi caracterizada por difração de raios-X a baixo ângulo (SAXS), espectroscopia no infravermelho (FT-IR) e adsorção e dessorção de nitrogênio (BET). O material luminescente foi preparado pela formação do complexo [Eu(tta)3] em meio metanólico e impregnado nos canais da sílica mesoporosa. Para a impregnação, o íon Eu3+ foi primeiramente encapsulado na sílica e posteriormente foi adicionado o ligante 2- tenoiltrifluoroacetona (tta). Esse procedimento foi realizado para as sílicas lavada, calcinada e funcionalizada. Uma amostra de sílica funcionalizada foi preparada com a impregnação do complexo já pronto. Todas as amostras foram caracterizadas por espectroscopia luminescente. O estudo espectroscópico foi realizado à temperatura ambiente e os espectros de excitação mostraram a absorção de energia pelo ligante tta na faixa do ultravioleta. Os espectros de emissão mostraram as transições características do íon Eu3+, dos estados de maior energia 5D0 para os de menor energia 7F0-4. Foi observado que a transferência de energia do ligante para o íon Eu3+ foi eficiente. A transição hipersensitiva 5D0→7F2 mostrou o efeito das diferentes superfícies da matriz de sílica. PALAVRAS CHAVE: Sílica mesoporosa, luminescência, európio. / Abstract: MSU-4 type mesoporous sílica has been synthesized with polyoxyethylenesorbitan monolaurate (Tween 20) as structure-directing agent (MTS) as a template and tetraethyl orthosilicate Si(OEt)4 (TEOS) as silica source. The mesoporous structures have a wide application in the luminescence study because of their organization, large surface area, and size of pores. In this work, MSU-4 mesoporous silica was functionalized with 3-amino-propyl-triethoxysilane (APTES) for luminescence applications. Mesoporous silica and amino-functionalized silica was characterized by small-angle X-ray scattering (SAXS), infrared spectroscopy (FT-IR) and nitrogen adsorption/desorption isotherms at 77 K (BET). A luminescent material was prepared by formation of the complex Eu(tta)3 in methanolic medium within the channels of MSU-4 type ordered mesoporous silica. Using simple wet impregnation methods, the europium ion was first encapsulated followed by ligand 2-thenoyltrifluoracetonate (tta) addition. This process it was done for washed, calcined and functionalized mesoporous silica. Analogous one sample of functionalized silica was impregnated with the complex already ready. All samples were characterized by photoluminescence spectroscopy. The spectroscopy studies in room temperature showed the energy absorption of the ligand range ultraviolet in excitation spectra. The emission spectra this materials displayed the typical Eu3+ intra-4f6 lines ascribed to transitions between the 5D0,1 excited states and the ground multiplet (7F0-4). Negligible emission from the organic part of the encapsulated species was observed, indicating that energy transfer from the ligands to the Eu3+ ion was quite efficient. The hypersensitive 5D0→7F2 line showed the mesoporous silica effect in luminescence europium chelate. / Orientador: Marco Antonio Utrera Martines / Coorientador: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Ademir dos Santos / Mestre

Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Giancarlo Esposito de Souza Brito / Banca: Ligia de Oliveira Ruggiero / Banca: Tomaz Catunda / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Através do processo sol-gel, foi sintetizado o material semicondutor dióxido de estanho ('SN"O IND. 2') dopado com as terras-raras 'ER' e 'EU', sendo obtidas amostras na forma de xerogéis (pós) e filmes finos, neste último caso pela técnica de emersão. A introdução das terras-raras provoca desordens estruturais no material e impede o crescimento dos cristalitos, cujo tamanho varia entre 5-20NM, devido a segregação dos terras-raras na superfície das partículas, o que está relacionado a sua baixa solubilidade em 'SN"O IND. 2'. A análise das propriedades ópticas mostra emissão eficiente dos íons terras-raras 'ER POT. 3'/' e 'EU POT. 3'/' quando introduzidos nesta matriz. A emissão é confirmada tanto por excitação direta destes íons, como por processos de transferência de energia, tanto correspondente ao bandgap da matriz como a transição 'INTPOT. 2 F IND. 7/2 de íon 'YB POT. 3'/' em amostras codopadas com 'ER POT. 3'/' e 'YB POT. 3'/'. A análise por fotoluminescência permite distinguir terras-raras em sítios substitucionais a 'SN POT. 4'/' ou em centros na superfície das partículas. A investigação das propriedades elétricas mostra um aumento de resistividade de até seis ordens de magnitude em relação a filmes não dopados. Isto está relacionado com o carácter aceitador de íons 'ER POT. 3'/' e 'EU POT. 3'/' em 'SN"O IND. 2', que é naturalmente tipo-N, oque acarreta alta compensação de carga e também barreiras de potencial intergranulares que diminuem a mobilidade eletrônica. Foi investidada também a captura de elétrons fotoexcitados por centros de 'ER' e 'EU' termicamente ativados. À medida que se aumenta a temperatura e a concentração de 'ER' e 'EU', maior é a taxa de captura. Do modelo proposto, foram obtidos parâmetros importantes, como de captura devido aos defeitos dominantes. / Abstract: The semiconductor material tin dioxide ('SN"O IND. 2') has been produced by the sol-gel process, doped with the rare-earth 'ER' and 'EU'. Samples are obtained in the from of xerogels (powder) and thin films, in this latter case by the dip-coating technique. The incorporation of rare-earth ions promotes structural disorder in the material, which avoids the crystallite growth due to segregation of rare-earth ions to the surface, which is related to the low solubility in the 'SN"O IND. 2' matrix. The crystallite size is in the range 5-20NM. Analysis of optical properties shows efficient emission of rare-earth ions 'ER POT. 3'/' and 'EU POT. 3'/', whem introduced in this matrix. This emission is confirmed either by direct excitation of ions, as well as by energy transfer processes, corresponding to the matrix bandgap or to the transition 'INTPOT. 2 F IND. 7/2 of íon 'YB POT. 3'/' ion in samples codoped with 'ER POT. 3'/' and 'YB POT. 3'/'. Photoluminescence spectra allow distinguishing rare-earth ions in substitutional sites of 'SN' and particles surface located centers. Investigation of electrical properties show a resitivity increase up to 6 orders of magnitude compared to undoped films. This behavior is related with the acceptor like character of 'ER POT. 3'/' and 'EU POT. 3'/' in 'SN"O IND. 2', which is naturally a N-type material, leading to a high charge compensation degree and also to intergrain potential barriers that decrease the electronic mobility. It has also been investigated the capture of photogenerated electrons by "ER' and 'ER' thermally activated centers. When the temperature is raised or the "ER' or 'EU' concentratin is increased the capture ratebecomes faster. From a proposed model, some very relevent parameters are obtained, scu as the capture barrier due to the dominating defect. / Doutor