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Previous issue date: 2016-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / This research presents the synthesis and characterization of Yb3+ - doped calcium
borotellurite glasses (Yb:CaBTeX). Density, DRX, DTA, specific heat, refractive index, electronic polarizability, optical absorption, luminescence and lifetime measurements were performed to investigate the structural, thermal, optical and spectroscopic properties of Yb:CaBTeX as a function of TeO2 content. The density increased with TeO2 concentration and DRX pattern confirmed the amorphous structure of all samples. The FTIR and Raman spectroscopic indicate the presence of TeO4, TeO3, TeO3+1, BO4 and BO3 units in the network structure. The increase of TeO2 increases the NBO’s and decreases the phonon energy. The DTA analysis shows a decrease of glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tx) with increase of TeO2. Also, the addition of TeO2 increases the thermal stability, which presented values above 100 °C for all samples. The specific heat values show a decrease with TeO2 increase, because the bonding enthalpy Te – O is smaller than B – O, consuming less energy to be broken or to vibrate. The refractive index and electronic polarizability values increase with TeO2 content, because Te4+ ions presents larger polarizability than B3+ and Ca2+ ions. The energy band gap and emission intensity of Yb3+ decrease with the increase of TeO2 content, due to the increase of NBO’s and the decrease number of ions per cubic centimeter (N), respectively. There was no variation within the errors, for the radiative lifetime of the Yb:CaBTeX samples. The absorption and emission cross section do not present variation with TeO2 addition and the calculated values are higher than tellurite and phosphate glasses. The analyses showed that Yb3+-doped calcium borotellurite glass feature good combinations of properties, which make them good candidates to be used as photonics devices. / Neste trabalho foram realizadas a síntese e caracterização dos vidros Cálcio Boroteluretos dopados com óxido de itérbio (Yb2O3). As medidas de densidade, difratometria de raios-X, Espectroscopia Raman, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Térmica Diferencial (DTA), calor específico, índice de refração, absorção óptica, luminescência e tempo de vida foram realizadas para estudar a influência da concentração de TeO2 nas propriedades estruturais, térmicas, ópticas e espectroscópicas da série vítrea. Também foram calculados os parâmetros polarizabilidade eletrônica e seção de choque de absorção e emissão. Os difratogramas de DRX confirmaram a natureza amorfa de todas as amostras. A densidade e o volume molar aumentaram com o aumento do conteúdo de TeO2. Os resultados das espectroscopias Raman e FTIR mostraram que a rede vítrea é formada por estruturas BO3, BO4, TeO3, TeO3+1 e TeO4, que houve uma diminuição na energia de fônons e um aumento dos NBO’s com o aumento da concentração de TeO2. Os resultados de DTA mostraram a diminuição das temperaturas de transição vítrea (Tg) e temperatura de início de cristalização (Tx), e um aumento na estabilidade térmica (Tx-Tg), com valores acima de 100 °C para todas as amostras, com o aumento da quantidade de TeO2. O calor específico apresentou uma redução com o aumento de TeO2 devido à entalpia de ligação Te-O ser menor quando comparada com a entalpia de ligação B-O, necessitando de menos energia para vibrar ou ser rompida. Os valores de índice de refração e polarizabilidade eletrônica aumentam com o maior teor de TeO2, esta última explicada pela maior polarizabilidade eletrônica do íons Te4+ quando comparado aos íonsB3+ e Ca2+. A absorção óptica dos vidros Yb:CaBTeX apresentou uma banda na região entre 900-1050 característica do Yb3+, comprovando a dopagem do material. O band gap óptico e a intensidade de emissão diminuíram com o aumento do conteúdo de TeO2, devido ao aumento dos NBO’s e a diminuição dos íons por centímetro cúbico (N). O tempo de vida não sofreu variação, dentro do erro, com o aumento da concentração de TeO2. Os valores para seção de choque de absorção e emissão não sofrem variações significativas com o aumento do teor de TeO2, apresentando altos valores quando comparados aos vidros teluretos e fosfatos. As análises dos dados mostraram que os vidros Yb:CaBTeX apresentam boas propriedades que os tornam bons candidatos a serem utilizados como dispositivos fotônicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/1348 |
| Date | 30 November 2016 |
| Creators | Lima, Antônia Milena de Oliveira |
| Contributors | BARBOZA, Márcio José, Steimacher, Alysson |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST, UFMA, Brasil, COORDENAÇÃO DO CURSO DE CIENCIA E TECNOLOGIA - IMPERATRIZ/CCSST |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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