Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-28Bitstream added on 2014-06-13T18:28:59Z : No. of bitstreams: 1 gordo_vo_me_ilha.pdf: 1058796 bytes, checksum: 2c8438704796726349dfe606c2595b4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi estudado o sistema vítreo (100-x)% (80% TeO2-20% WO3)-(x)% Yb2O3, onde x = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 e 0,5%. As técnicas de difração de raios-X, espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman e espectroscopia no UV-Vis foram usadas para caracterizar os efeitos da dopagem sobre as propriedades estruturais e ópticas dos vidros estudados. Usando os dados de espectroscopia na região espectral ultravioleta-visível foi possível observar que não houve mudança das freqüências de corte para cada composição e ainda calcular a energia de “gap” e a energia de cauda de Urbach. Usando os dados de fotoluminescência observam-se picos que indicam o desdobramento dos níveis de energia dos estados 2F7/2 e 2F5/2 dos íons de Yb3+. Para os comprimentos de onda de excitação de 514,5 a 488,0 nm, crescem as taxas de absorção do sistema vítreo TW, transferência de carga para o estado 2F5/2 do Yb3+ e da transição radiativa 2F5/2 2F7/2, aumentando, desta forma, a intensidade da fotoluminescência. Já para os comprimentos de onda de excitação 457,9 e 476,5 nm as taxas de absorção do sistema vítreo TW, a transferência de carga para o estado 2F5/2 do Yb3+ e a transição radiativa 2F5/2 2F7/2 são as mesmas e, consequentemente, a intensidade da fotoluminescência é constante. / This work presents the study on the glassy system (100-x)% (80% 20% TeO2-WO3) - (x)% Yb2O3 where x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0 5%. The techniques of X-ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and UV-Vis were used to characterize the effects of Yb doping on the structural and optical properties of the glasses. Using data from spectroscopy ultraviolet-visible spectral region was observed that there was no change of cutting frequencies for each compound and were calculate the energy gap and Urbach tail energy. Using the data of photoluminescence peak is observed indicating the splitting of energy levels of states 2F7/2 and 2F5/2 of Yb3+ ions. The rate of electron transition probability is influenced by temperature. To the excitation wavelength of 514.5 to 488.0 nm, growing rates of absorption of the glass system TW, charge transfer to the state 2F5/2 of Yb3+ and the radiative transition 2F5/2 2F7/2, increasing thus the photoluminescence intensity. As for the excitation wavelength of 476.5 and 457.9 nm absorption rates of the TW glass system, the charge transfer state to the 2F5/2 of Yb3+ and the radiative transition 2F5/2 2F7/2 are the same and, hence the photoluminescence intensity is constant.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4411.pdf: 1557257 bytes, checksum: d91ac0a39a39d6541536348356546a12 (MD5) Previous issue date: 2011-02-16 / Radiopaque dental composites are materials that have attracted great scientific and technological interest due to their different optical and mechanical properties when compared to polymer-based dental materials. In this work, dental resin nanocomposites were prepared with the assynthesized YbF3 nanoparticles by mixing the components in the colloidal state. YbF3 nanoparticles were synthesized by hydrothermal processing. In this method, it was added an aqueous solution containing YbCl3 and Na3C6H5O7.2H2O. Additionally, NH4F and NaBF4 were used as fluoride source. Resulting in nanoparticles with average size around 10 nm, which consisted of orthorhombic phase. In addition, nanocomposites were prepared with the dental resin YbF3 obtained. Which showed higher radiopacity than the tooth tissue with 20% in weight (w/w) using the as-synthesized YbF3 nanoparticles. / Compósitos odontológicos radiopacos são materiais que tem despertado grande interesse científico e tecnológico por possuírem propriedades ópticas e mecânicas diferenciadas quando comparados aos materiais odontológicos com polímeros puros. Neste trabalho preparou-se nanocompósitos com características de resina odontológica com as nanopartículas sintéticas de YbF3, por meio da mistura dos componentes em estado coloidal. As nanopartículas de YbF3 foram sintetizadas por processamento hidrotérmico. Neste método, adicionou-se uma solução aquosa contendo YbCl3 e Na3C6H5O7.2H2O. E como fonte de flúor foram utilizados NH4F e NaBF4. Resultando em nanopartículas com tamanho médio 10 nm, na fase ortorrômbica. Também foram preparados nanocompósitos de resina odontológica com YbF3 com radiopacidade superior ao tecido do dente com 20% ( massa/massa) de nanopartículas de YbF3 sintética.

Estudamos as propriedades de absorção e emissão de aglomerados Yb2+/CN- em haletos de potássio (KCl, KBr e KI) e estamos propondo um modelo para a estrutura geométrica do aglomerado. Neste modelo o itérbio divalente e o íon cianeto substituem um cátion e um ânion vizinhos, respectivamente, com o eixo que une os dois íons na direção . O acoplamento entre os dois impede o movimento rotacional do cianeto, mesmo à temperatura ambiente, como pode ser comprovado pela presença de linhas estreitas no espectro de absorção infravermelha. Os espectros de absorção visível e ultravioleta são compatíveis com as transições 4&#40214&#8594 4&#40213 5d do itérbio em simetria C4v. A absorção vibracional indica a presença não intencional de OCN- que pode formar aglomerados com os íons cianeto. À temperatura do nitrogênio líquido, observa-se a influência do itérbio sobre os estados rotacionais do cianeto, uma indicação da interação entre centros vizinhos. A excitação sobre as bandas de absorção ultravioleta e visível produz intensa emissão em que podem ser identificadas três regiões (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm e acima de 600 nm) com comportamentos distintos quanto à variação da temperatura e excitação. Os tempos de vida variam de 50&#181s à temperatura ambiente até 20 ms à temperatura do hélio líquido. Simultaneamente à emissão visível, observa-se a emissão vibracional-rotacional dos íons cianeto, com indicações de transferência de energia entre os íons cianeto acoplados ao itérbio e os isolados / We have studied the absorption and emission properties of the Yb2+/CN- in potassium halides (KCl, KBr and KI) and it was proposed a structural model for this system. In this model the divalent ytterbium and the cyanide ion substitute a neighboured cation and an anion along a direction. The rotational motion of the cyanide ion is constrained by the coupling with the ytterbium, which is by the presence of narrow lines in the infrared absorption spectra, even at room temperature. The UV and visible absorption spectra are compatibles with the 4&#40214&#8594 4&#40213 5d ytterbium transitions under C4v symmetry. The vibrational absorption reveals the unintentional presence of OCN- that can form clusters with cyanide ions. The influence of the ytterbium over the rotational states of cyanide can be observed at liquid nitrogen temperature, revealing the interaction between both impurities. The optical excitation if the absorption bands shows a broad and strong emission in three regions (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm and above 600 nm) with different behaviors under temperature and excitation pump changes. Lifetimes between &#181s at room temperature and 20 ms at liquid heliurn temperature can be observed. Simultaneously to the visible emission, it was observed the vibrational-rotational emission of CN- ions with evidences of energy transfer between coupled Yb<sup<2+/CN- pairs and isolated CN- ions

Lasers sintonizáveis ao redor de 2,3 &#956;m são interessantes para várias áreas, como detecção de gases, sensoriamento remoto e aplicações médicas. O túlio é o principal sistema entre os lasers de terras-raras com essa emissão e pode ser bombeado diretamente ou por meio de um sensibilizador como o itérbio. Neste trabalho, apresenta-se a obtenção de um laser de Yb:Tm:YLF com emissão de 620 mW em 2,3 &#956;m bombeado em 960 nm por diodo-laser de 20 W do tipo barra em regime quase-contínuo. Investiga-se o bombeamento de um cristal de Tm:YLF em 685 nm e obtém-se de forma inédita um laser de Yb:Tm:YLF bombeado simultaneamente em 685 e 960 nm. Demonstra-se teórica e experimentamente sua maior eficiência em relação ao bombeamento apenas por 960 nm. Por meio de simulações numéricas e soluções analíticas, mostra-se a melhor relação de potência de bombeamento de cada comprimento de onda para se otimizar o laser. / Tunable lasers emitting around 2.3 &#956;m region are important in many areas, like gas detection, remote sensing and medical applications. Thulium has a large emission spectra around 2.3 &#956;m with demonstrated tuning range of 2.2-2.45 &#956;m using the YLF host. For efficient pump absorption, a high concentration sensitizer like ytterbium can be used. We demonstrate quasi-cw operation of the Yb:Tm:YLF laser, pumped at 960 nm with a 20 W diode bar achieving the highest output power reported so far of 620 mW. Simultaneous pumping of the 2.3mm Yb:Tm:YLF laser at 685 nm and 960 nm is demonstrated, showing higher slope efficiency than 960 nm alone. Numerical simulations and analytical models show the best ratio of pump power between both wavelengths.

Lasers sintonizáveis ao redor de 2,3 &#956;m são interessantes para várias áreas, como detecção de gases, sensoriamento remoto e aplicações médicas. O túlio é o principal sistema entre os lasers de terras-raras com essa emissão e pode ser bombeado diretamente ou por meio de um sensibilizador como o itérbio. Neste trabalho, apresenta-se a obtenção de um laser de Yb:Tm:YLF com emissão de 620 mW em 2,3 &#956;m bombeado em 960 nm por diodo-laser de 20 W do tipo barra em regime quase-contínuo. Investiga-se o bombeamento de um cristal de Tm:YLF em 685 nm e obtém-se de forma inédita um laser de Yb:Tm:YLF bombeado simultaneamente em 685 e 960 nm. Demonstra-se teórica e experimentamente sua maior eficiência em relação ao bombeamento apenas por 960 nm. Por meio de simulações numéricas e soluções analíticas, mostra-se a melhor relação de potência de bombeamento de cada comprimento de onda para se otimizar o laser. / Tunable lasers emitting around 2.3 &#956;m region are important in many areas, like gas detection, remote sensing and medical applications. Thulium has a large emission spectra around 2.3 &#956;m with demonstrated tuning range of 2.2-2.45 &#956;m using the YLF host. For efficient pump absorption, a high concentration sensitizer like ytterbium can be used. We demonstrate quasi-cw operation of the Yb:Tm:YLF laser, pumped at 960 nm with a 20 W diode bar achieving the highest output power reported so far of 620 mW. Simultaneous pumping of the 2.3mm Yb:Tm:YLF laser at 685 nm and 960 nm is demonstrated, showing higher slope efficiency than 960 nm alone. Numerical simulations and analytical models show the best ratio of pump power between both wavelengths.

Submitted by Fabiano Malheiro (fabianomalheiro22@hotmail.com) on 2017-05-22T15:47:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Efeito do acréscimo de nanopartículas radiopacas no desempenho de um sistema adesivo experimental autocondicionante livre de Hema.pdf: 1361139 bytes, checksum: 1cfb6b2bb9c9995f2dae4f8712280b04 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T15:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Efeito do acréscimo de nanopartículas radiopacas no desempenho de um sistema adesivo experimental autocondicionante livre de Hema.pdf: 1361139 bytes, checksum: 1cfb6b2bb9c9995f2dae4f8712280b04 (MD5) Previous issue date: 2014-11-20 / Sem bolsa / O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema adesivo nanoestruturado, do tipo autocondicionante de dois passos, de alto desempenho e radiopaco. Para isso, primers autocondicionantes foram formulados a partir da mistura de GDMA-P, HEMA ou UDMA PEG 400, etanol e água. Os adesivos de cobertura foram formulados com Bis-GMA, TEGDMA, HEMA ou UDMA PEG 400, CQ e EDAB, além de nanopartículas de trifluoreto de itérbio (YbF3) ou sílica (SiO2). Os adesivos foram avaliados por testes de grau de conversão, radiopacidade, índice de refração, resistência flexural, módulo flexural, sorção e solubilidade em água e resistência de união à dentina após 24h ou 6 meses de imersão em água destilada. Os dados foram analisados estatisticamente com ANOVA e teste complementar de Tukey (α=5%). A concentração mínima de 20% em peso (carga) foi necessária para adesivos contendo UDMA PEG 400 tornarem-se radiopacos, e de 30% em peso (carga) para os adesivos contendo HEMA. De maneira geral, as propriedades físicas avaliadas foram mantidas ou melhoradas a partir da adição das partículas. A adesão à dentina após 6 meses de armazenagem em água foi prejudicada nos grupos contendo sílica, porém o YbF3 protegeu a degradação da adesão no adesivo contendo HEMA, embora no adesivo contendo UDMA PEG 400, ele resultou em redução da adesão. A adição de partículas nanométrica em adesivos odontológicos é uma estratégia viável para aprimorar o desempenho desses materiais. / The aim of this study was to develop a nanostructured adhesive system, two-step self-etch, with high performance and radiopacity property. Selfething-primers were formulated by mixing GDMA-P, HEMA or PEG 400 UDMA, ethanol and water. The resin adhesives were formulated with Bis-GMA, TEGDMA, HEMA or PEG 400 UDMA, CQ and EDAB, besides ytterbium fluoride (YbF3) or silica (SiO2) nanoparticles were added. The adhesives were analyzed using degree of conversion, radiopacity, refractive index, flexural strength, flexural modulus, water sorption and solubility tests. The bond strength to dentin after 24h and 6 months of water storage was also performed. Data were statistically analyzed using ANOVA and Tukey test (α=5%). The minimal concentration in mass of 20% was necessary for the PEG 400 UDMA-based adhesives become radiopaque, and of 30% for the HEMA-containing adhesives. In the overall analysis, the physical properties investigated were maintained or improved by addition of nanoparticles. The adhesion to dentin after 6 months of water storage was negatively affected within the SiO2-based groups, but YbF3 hampered the adhesion degradation within the HEMA-containing adhesive, although within the PEG 400 UDAM-based adhesive it resulted in decrease of microtensile bond strenght. The incorporation of nanofillers into dental adhesives seems to be an interesting way to achieve enhanced properties, although the domain of this technology still needs further further studies to better understand the effect of incorporation of fillers and/or with their surface treatment.

Estudamos as propriedades de absorção e emissão de aglomerados Yb2+/CN- em haletos de potássio (KCl, KBr e KI) e estamos propondo um modelo para a estrutura geométrica do aglomerado. Neste modelo o itérbio divalente e o íon cianeto substituem um cátion e um ânion vizinhos, respectivamente, com o eixo que une os dois íons na direção . O acoplamento entre os dois impede o movimento rotacional do cianeto, mesmo à temperatura ambiente, como pode ser comprovado pela presença de linhas estreitas no espectro de absorção infravermelha. Os espectros de absorção visível e ultravioleta são compatíveis com as transições 4&#40214&#8594 4&#40213 5d do itérbio em simetria C4v. A absorção vibracional indica a presença não intencional de OCN- que pode formar aglomerados com os íons cianeto. À temperatura do nitrogênio líquido, observa-se a influência do itérbio sobre os estados rotacionais do cianeto, uma indicação da interação entre centros vizinhos. A excitação sobre as bandas de absorção ultravioleta e visível produz intensa emissão em que podem ser identificadas três regiões (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm e acima de 600 nm) com comportamentos distintos quanto à variação da temperatura e excitação. Os tempos de vida variam de 50&#181s à temperatura ambiente até 20 ms à temperatura do hélio líquido. Simultaneamente à emissão visível, observa-se a emissão vibracional-rotacional dos íons cianeto, com indicações de transferência de energia entre os íons cianeto acoplados ao itérbio e os isolados / We have studied the absorption and emission properties of the Yb2+/CN- in potassium halides (KCl, KBr and KI) and it was proposed a structural model for this system. In this model the divalent ytterbium and the cyanide ion substitute a neighboured cation and an anion along a direction. The rotational motion of the cyanide ion is constrained by the coupling with the ytterbium, which is by the presence of narrow lines in the infrared absorption spectra, even at room temperature. The UV and visible absorption spectra are compatibles with the 4&#40214&#8594 4&#40213 5d ytterbium transitions under C4v symmetry. The vibrational absorption reveals the unintentional presence of OCN- that can form clusters with cyanide ions. The influence of the ytterbium over the rotational states of cyanide can be observed at liquid nitrogen temperature, revealing the interaction between both impurities. The optical excitation if the absorption bands shows a broad and strong emission in three regions (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm and above 600 nm) with different behaviors under temperature and excitation pump changes. Lifetimes between &#181s at room temperature and 20 ms at liquid heliurn temperature can be observed. Simultaneously to the visible emission, it was observed the vibrational-rotational emission of CN- ions with evidences of energy transfer between coupled Yb<sup<2+/CN- pairs and isolated CN- ions

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-20T13:53:54Z No. of bitstreams: 1 rodrigoferreirafalci.pdf: 28778489 bytes, checksum: 5a5113bc52db94b86d51a15af3f86f94 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-09T12:48:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigoferreirafalci.pdf: 28778489 bytes, checksum: 5a5113bc52db94b86d51a15af3f86f94 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T12:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigoferreirafalci.pdf: 28778489 bytes, checksum: 5a5113bc52db94b86d51a15af3f86f94 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é investigar as interações entre esses sistemas e seu possível potencial em aplicações tecnológicas. Os sistemas vítreos estudados são fosfatos dopados com íons de itérbio. As matrízes vítreas foram produzidas pelo Prof. Dr. Noélio O. Dantas no Laboratório de Novos Materiais Isolantes e Semicondutores (LNMIS), localizado na Universidade Federal de Uberlândia. Foram produzidos dois conjuntos de amostras com a composição da matriz hospedeiras (matriz vítrea) de 60P205 + 15ZnO + 5Al203 + 10Ba0 + 10Pb0 -F[xYb203](mol%). Em um conjunto a dopagem de itérbio varia de 0% até 10% com acréscimo de 1% para cada amostra. No outro conjunto a dopagem de itérbio de 0% até 5% de itérbio com adição de 1% de Te. A mistura foi fundida a 1300°C por 30 minutos e então resfriadas até 350°C. Dois grupos de nanocristais foram obtidos no processo de difusão dos íons de Zn2+ e Te' durante o resfriamento. A caracterização dos dois conjuntos foi feita utilizando-se as técnicas de luminescência, absorção óptica e luminescência resolvida no tempo com foco na transição em 980 nm do itérbio. Nas análises de dados foi utilizada a Teoria de Fuchtbauer-Ladenburg para encontrar a taxa de transição radiativa, necessária a fim de se obter a eficiência quântica da transição. Os resultados obtidos mostram a transferência de energia entre os nanocristais de ZnTe e os íons de itérbio, tendo um aumento significativo (da ordem de 500%) na intensidade de luminescência deste. / The main objective of this work is to investigate the interactions between those systems and their potential to technological applications. The glassy hosts studied here were produced by Prof. Noelio 0. Dantas in the National Labora-tory of New Insulating Materials and Semiconductors (LaboratOrio Nacional de No-vos Materiais Isolantes e Semicondutores) (LNMIS), at Universidade Federal de Uberlandia. Two sets of samples were made with the glass nominal composition of 60P205 + 15ZnO + 5Al203 + 10Ba0 + 10Pb0 + [xYb2)3(mol%)). In one set, the ytterbium doping varies from 0% to 10% adding 1% to each sample. The other set the ytterbium doping varies from 0% to 5% in addition to 1% Te. The powders were first mixed and then fused at 1300°C for 30 min and finally cooled to 350°C. Two groups of different average sizes of ZnTe NCs were obtained during the cooling of the melt from 1300°C to 350°C through the process of diffusion of ions of Zn2+ and Tee-. The spectroscopic evaluation of both sets were made using the photolu-minescence, time solved photoluminescence and absorption techniques focusing in the 980nm ytterbium transition. Theory of Fuchtbauer-Ladenburg were applied fo the data analysis in order to evaluate the transition radiative rate and quantum efficiency. The collected data show energy transfer between the Yb ions and the ZnTe nanocrystals, achieving a 500% enhancement of the luminescence intensity.

O trabalho em questão mostra a possibilidade de produção de guias de onda por meio de filme finos de GeO2-PbO codopados com Tm3+/Yb3+, com e sem nanopartículas (NPs) de ouro, a partir da técnica de RF Magnetron Sputtering. Foram usados nos processos de fabricação dos guias de onda do tipo RIB e PEDESTAL, as mesmas técnicas empregadas na fabricação de dispositivos de microeletrônica, tais como, litografia e corrosão por plasma. A influência dos parâmetros dos processos de produção é reportada e a caracterização dos guias foi realizada por diversas técnicas. Dentre elas, destacamos a microscopia eletrônica de varredura (MEV) para a observação do perfil dos guias, as rugosidades de superfície e as espessuras das camadas utilizadas para a confecção dos mesmos. Medidas de transmitância óptica realizadas nos filmes permitiram a determinação do coeficiente de absorção óptica e do índice de refração, de aproximadamente 2,0, além da confirmação das espessuras dos filmes obtidos por Sputtering. Guias do tipo RIB foram descartados por dificuldades enfrentadas durante o processo de fabricação. Medidas ópticas de perdas por propagação, realizadas em guias do tipo PEDESTAL, mostraram que os melhores guias produzidos apresentaram perdas em torno de 5 dB/cm em 633 e 1050 nm, e medidas de perfil de campo próximo, além da simulação dos modos propagados, o comportamento de guiamento multímodo. Ganho óptico em torno de 13,5 dB/cm (em 805 nm) foi obtido em guia com largura de 30 ?m e potência de bombeio estimada de ~75 mW. Guias contendo NPs de ouro foram produzidos por meio de metodologia adequada que permitiu a nucleação das NPs (tamanho médio de 20 nm) e um ganho 22 dB/cm em 805 nm, portanto, duas vezes superior ao mesmo guia sem NPs (30 ?m de largura). Os resultados apresentados demonstram que guias de onda GeO2-PbO codopados com Tm3+/Yb3+, com ou sem NPs metálicas, são promissores para aplicações em dispositivos fotônicos, com a criação de dispositivos amplificadores integrados para operação na 1° janela de telecomunicações. / The work in question shows the possibility of producing waveguides by means of Tm3+/Yb3+ codoped GeO2-PbO thin films, with or without gold nanoparticles (NPs), by using the RF Magnetron Sputtering technique. For the production of RIB and PEDESTAL type waveguides, the techniques employed in the manufacture of microelectronics devices, such as plasma etching and lithography, were employed. The influences of the production process parameters are reported and the waveguides characterization was performed by several techniques. Among them, we highlight the scanning electron microscopy (SEM), which was used to observe the profile of the waveguides, the surface roughness and thickness of the layers used for their production. Measurements of thin films optical transmittance allowed the determination of the optical absorption coefficient and refractive index of approximately 2.0, and also the confirmation of the thin films thicknesses obtained by Sputtering. RIB type waveguides were discarded due to the difficulties during the manufacturing process. Optical measurements of propagation losses, held in the PEDESTAL type guides, showed losses around 5 dB/cm at 633 and 1050 nm, for the best waveguides produced, and near-field profile measurements in addition to the simulation of the propagating modes, showed multimode coupling behavior. Optical internal gain around 13.5 dB/cm (at 805 nm) was obtained in waveguide with 30 µm width at ~75 mW estimated power pumping. Waveguide containing gold NPs were produced using adequate methodology that allowed the NPs nucleation (average size of 20 nm) and 22 dB/cm gain at 805 nm, therefore, twice higher than the value obtained for the same waveguide without NPs (30 ?m width). These results show that Tm3+/Yb3+ codoped GeO2-PbO waveguides, with or without metallic NPs, are promising for applications in photonic devices, with the creation of integrated amplifiers devices for operation in the first telecommunications window.

Neste trabalho são apresentadas a preparação, a metodologia adotada para a nucleação de nanopartículas (NPs) de prata e a investigação das propriedades luminescentes do sistema vítreo GeO2-PbO dopado com íons de túlio e codopado com íons de túlio e itérbio, na presença de NPs de prata, visando aplicação em dispositivos fotônicos. Este sistema vítreo apresenta uma larga janela de transmissão (400 4500 nm) quando comparado aos silicatos, boratos e fosfatos, alto índice de refração (2,0), baixas energia de fônon (700 cm-1), alta resistência mecânica e durabilidade química. Com a finalidade de se obter maior controle sobre o processo de nucleação das NPs, realizaram-se tratamentos térmicos de várias formas, variando-se principalmente as grandezas tempo e temperatura. A partir da Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a presença das NPs no material vítreo pôde ser confirmada, e pelas análises de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS Energy Dispersive Spectroscopy), determinamos que as NPs possuem em sua composição prata, podendo elas serem puramente metálicas, e em alguns casos, compostas de prata e elementos da matriz. As medidas de absorção evidenciaram a incorporação dos íons Tm3+ e Yb3+ na forma trivalente, e a presença das bandas de absorção associadas à Ressonância dos Plasmons Superficiais (RPS) da prata, localizadas no intervalo de 420 a 550 nm. Foram medidas as bandas associadas à conversão ascendente (CA) do Tm3+ em 480, 650 e 800 nm, devidas às transições 1G4 3H6, 1G4 3F4, 3H4 3H6, respectivamente. Nas amostras contendo NPs de prata, tratadas a 420 °C, não foi observada a banda de RPS da prata. Entretanto, um aumento na luminescência foi verificado, assim como a presença das NPs por MET. No caso das amostras tratadas por intervalos de tempo contínuos e não-contínuos, observamos a tendência de formação de NPs menores, maiores e agregados, e maior tendência de aumento da luminescência para o segundo caso; no caso da variação da temperatura, observamos a formação da banda de RPS da prata para tratamentos superiores a 500 °C realizados em curto intervalo de tempo, e um aumento considerável da luminescência. As variações no processo de nucleação das NPs foram relacionadas às formas de tratamento adotadas. O estudo da variação da intensidade de luminescência em função da potência do laser de excitação mostrou que as NPs não interferem nos processos de CA dos íons Tm3+. Desta forma, o aumento da luminescência foi atribuído ao aumento do campo local nas proximidades dos íons de terras-raras (TRs). Portanto, o desenvolvimento de um método adequado de tratamento térmico desempenha um papel fundamental no processo de nucleação das NPs, e pode permitir um aumento considerável da luminescência proveniente dos íons de TRs, e conferir novas propriedades aos materiais e aplicações em dispositivos fotônicos. / This work presents the preparation and the methodology used for the nucleation of silver nanoparticles (NPs), and the investigation of the luminescent properties of PbO-GeO2 glass system doped with thulium ions and codoped with thulium and ytterbium ions, in the presence of NPs silver, for application in photonic devices. This glass system presents a large transmission window (400 4500 nm) when compared to silicates, borates and phosphates, high refractive index (2.0), low phonon energy (700 cm-1), high mechanical strength and chemical durability. In order to obtain greater control over the process of nucleation of NPs, different processes were used for the heat-treatment, varying mainly the time and the temperature. From the transmission electron microscopy (TEM), the presence of NPs in the glassy material could be confirmed, and from Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) analysis, it was determined that the NPs have silver in their composition. The NPs may be purely metallic and, in some cases, composed by silver and elements of the matrix glass. Optical Absorption measurements showed the incorporation of Tm3+ and Yb3+ ions in the trivalent form, and the presence of absorption bands related to the Surface Plasmon Resonance (SPR) of silver, located in the range of 420 to 550 nm. Bands associated to Tm3+ upconversion (UPC) frequency centered around 480, 650 and 800 nm were observed due to transitions 1G4 3H6, 1G4 3F4, 3H4 3H6, respectively. The SPR of silver NPs were not observed for the samples heat-treated at 420 °C, which contained silver NPs in their composition. However, an increase in the luminescence was observed and the presence of NPs was confirmed by TEM analyses. For the samples heat-treated by continuous and non-continuous time intervals, we observed the tendency of the formation of smaller, larger and aggregated NPs, and a higher tendency of enhancement of the luminescence for the second case. For the samples heat-treated at different temperatures in short time interval, we observed the formation of the SPR band for temperatures higher than 500 °C, and a considerable increase in the luminescence. Variations in the process of NPs nucleation were related to the different heat-treatments adopted. The study of the luminescence intensity variation as function of the laser power excitation showed that the NPs do not interfere in the Tm3+ UPC luminescence processes. Thus, the enhancement in the luminescence was attributed to local field enhancement in the proximities of rare-earth ions (REIs). Therefore, the development of an appropriate method of heat-treatment plays an important role in the process of NPs nucleation, and enables a considerable increase in the luminescence from the REIs, and gives new properties to materials which are of great interest for applications in photonic devices.