Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study describes the preparation, structural and optical characterization of
Lithium Aluminate (LiAl5O8) pristine and doped with trivalent lanthanide ions (Ln3+
=Ce3+, Eu3+ or Tb3+). In this study, Lithium Aluminate pure and doped were produced
via sol-gel route, using glucose anhydrous as polymer agent. Structural analysis was performed
using X-rays di raction (XRD) and optical properties through photoluminescence
spectroscopy. The X-ray di raction (XRD) patterns showed signi cant evidence of formation
of the desired crystalline phase. Based on XRD patterns and using the Scherrer
equation, it is estimated that all of the samples produced have a nanosize dimensions.
The results revels stoichiometric variation of lithium and the incorporation of the dopant
ion did not cause signi cant changes in the LiAl5O8. Photoluminescence measurement of
(LiAl5O8) pristine and doped with Ce3+, Eu3+ or Tb3+, for samples with and without
variation of lithium stoichiometry were performed. The Excitation and emission spectra
of the LiAl5O8 pristine showed with wide and high intensity bands, all attributed to the
Fe3+ ion. The presence of iron ions are attributed to its existence in precursor reagents.
Excitation spectra of Ce3+, Eu3+ or Tb3+, have high intensity wide band and wavelengths
of higher excitation intensity in the ultraviolet region (240-290 nm), all attributed the speci
c intercon guration transitions of each dopant ion. Being for the ions Ce3+ and Tb3+
due to the transition 4f!5d, and for the ion Eu3+ due to the charge transfer between
Oxygen and Europium. The emission spectra, exhibited high emission intensity in the
blue colors when doped with Ce3+ ions, red when doped with Eu3+ ions and green with
Tb3+ ions. Based on the emission spectra and chromaticity diagrams, it was possible to
verify that the accomplishment of the stoichiometric variation of Lithium in uences quantitatively
in the spectral emission, motivating a variation in the chromaticity coordinates.
Therefore, it can conclude that the variation of the Lithium stoichiometry signi cantly
changes the optical properties of the LiAl5O8 when doped Ce3+, Eu3+ or Tb3+. This
is capable to emitting di erent color bands in the region of blue, red and green when
exposed to ultraviolet radiation. / O presente estudo apresenta à sintetização, caracterização estrutural e óptica do
Aluminato de Lítio (LiAl5O8) puro e dopado com íons lantanídeos trivalentes (Ln3+ =
Ce3+, Eu3+ ou Tb3+). Os aluminatos de lítio puro e dopados foram produzidos através da
rota de síntese via sol-gel, utilizando glicose anidra como agente polimerizador. A análise
estrutural foi realizada por meio da difração de raios X (DRX), re namento Rietveld e
óptica através da espectroscopia fotoluminescente. Os padrões de DRX evidenciaram de
maneira signi cativa a formação da fase cristalina desejada, estando em conformidade
com o padrão teórico mais aceito na literatura. Com base nos DRX e através da equação
de Scherrer, estima-se que todas as amostras produzidas neste estudo apresentam-se com
dimensões nanométricas. Mediante o re namento Rietveld, veri cou-se que o desvio estequiom
étrico de lítio assim como à introdução do íon dopante não ocasionaram mudanças
de grande relevância na formação estrutural do LiAl5O8. O estudo fotoluminescente do
LiAl5O8 puro e dopado com Ce3+, Eu3+ ou Tb3+ para as amostras com e sem desvio de
estequiometria de lítio foram realizados através dos espectros de excitação e emissão. Os
espectros de excitação e emissão do LiAl5O8 puro apresentaram-se com bandas largas e
de grande intensidade, todas atribuídas ao íon Fe3+. A presença do ferro é atribuída a
sua existência nos reagentes precursores. Os espectros de excitação do Ce3+, Eu3+ ou
Tb3+ se apresentam na forma de uma banda larga com alta intensidade e comprimentos
de onda de maior intensidade de excitação na região do ultravioleta (240-290 nm),
todas devidamente atribuídas as transições intercon guracionais especí cas de cada íon
dopante, sendo para os íons Ce3+ e Tb3+ oriunda da transição 4f!5d, e para o íon Eu3+
devido à transferência de carga entre o oxigênio e o európio. Já os espectros de emissão,
exibiram alta intensidade de emissão nas cores azul proveniente do Ce3+, vermelho devido
a utilização do íon Eu3+ e verde oriundo do dopante Tb3+. Com base, nos espectros
de emissão e pelos diagramas de cromaticidade, constatou-se que a realização do desvio
estequiométrico de lítio in uência quantitativamente na formação espectral, motivando
uma variação nas coordenadas de cromaticidade. Isto determina a mudança na cor de
emissão do material, ou seja, a variação da estequiometria de lítio proporciona de maneira
signi cativa mudanças nas propriedades ópticas do LiAl5O8 quando dopado. Portanto,
obteve-se como resultado materiais com o mesmo padrão estrutural, capazes de emitir em
diferentes faixas de cores na região do azul, vermelho e verde, quando expostos a radiação
ultravioleta. / São Cristóvão, SE
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/7167 |
| Date | 19 July 2017 |
| Creators | Silva, Ariosvaldo Junior Sousa |
| Contributors | Rezende, Marcos Vinícius dos Santos |
| Publisher | Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Sergipe |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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