Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cadmium silicate in composition CdSiO3 is a phosphorescent material with potential
applications in areas such as emergency lights, opto-electronic devices and coating of ceramic tiles
for use in radiodiagnostic rooms. In this work, the main goal was to investigate the mechanism of
intrinsic luminescence of the crystalline material CdSiO3 evaluating the influence of the synthesis
parameters on the structure of the material and its optical properties. The effects of the synthesis
parameters (pH, calcination temperature and time) were investigated to obtain best synthesis
conditions for sample preparation. Samples with single crystalline phase have been successfully
obtained using starting solutions with pH of 1.0, 3.0 and 7.0, with minimum temperature and time of
calcination equal to 1000 °C/3h or 700 °C/3h for samples departing from solutions pH 1.0 or 7.0,
respectively. The optical properties of the synthesized powders were studied by a combination of
Optical Absorption (OA), Photoluminescence (PL), thermoluminescence (TL) and luminescent
decay. Absorption spectra revealed a self-trapped exciton band characteristic of CdSiO3 at around
4.70 eV, and a dependency of the bandgap energy on the starting pH used, being 5.37 eV or 5.62 eV
for pH 7.0 or 1.0, respectively. Luminescence emission spectra are composed of two main bands at
590 nm and 490 nm, with varied relative intensities with the synthesis parameters. A band at 460 nm
with higher intensity was observed from the sample produced from solution with pH = 1.0, while a
band at 590 nm with higher intensity corresponds to the one produced with pH 7.0. The band at 590
nm of the sample produced from solution with pH = 7.0 presented higher light persistence, which was
related to defects in the Si network, in addition to the vacancy effects Cd and O. In this work, we
verified that the light emission can be improved by adjusting the pH during the sol-gel synthesis and
made possible the understanding of the influence of the pH on the crystalline phase formation and its
effect on the defects produced and the optical properties of the material. / O silicato de cádmio na composição CdSiO3 é um material fosforescente com potencial de
aplicação em áreas como sinalização de emergência, armazenamento óptico de dados e revestimentos
cerâmicos para uso em salas de radiodiagnósticos. Neste trabalho, o principal objetivo foi investigar
o mecanismo de luminescência intrínseca de longa duração do material cristalino CdSiO3 avaliando
a influência dos parâmetros de síntese na estrutura do material e em suas propriedades ópticas. Os
efeitos dos parâmetros de síntese (pH, tempo e temperatura de calcinação) foram investigados para a
obtenção da melhor condição de preparo das amostras de CdSiO3. As amostras com uma única fase
cristalina foram obtidas com sucesso utilizando soluções de pH de partida de 1,0, 3,0 e 7,0, com
temperatura e tempo de calcinação mínimos iguais a 1000 ºC/3h ou a 700 ºC/3h para amostras
produzidas com pH 1 ou 7, respectivamente. As propriedades ópticas dos pós sintetizados foram
estudadas via absorção óptica (AO), fotoluminescência (PL), termoluminescência (TL) e decaimento
luminescente. Os espectros de absorção revelaram a presença de éxciton autoarmadilhado no CdSiO3
a cerca de 4,70 eV e uma dependência da energia de bandgap ao ajustar o pH de partida utilizado,
sendo 5,37 eV ou 5,62 eV para pH 7,0 ou 1,0, respectivamente. Os espectros de emissão de
luminescência foram compostos por duas bandas principais a 590 nm e 460 nm, com intensidades
relativas variadas com os parâmetros de síntese. Uma banda em 460 nm com maior intensidade foi
observada a partir da amostra produzida a partir de solução com pH = 1,0, enquanto uma banda em
590 nm com maior intensidade corresponde à produzida com pH 7,0. A banda em 590 nm da amostra
produzida a partir de solução com pH = 7,0 apresentou maior persistência de luz, que estava
relacionada com os defeitos na rede de Si, além dos efeitos vacâncias Cd e O. Neste trabalho,
verificamos que a emissão de luz pode ser melhorada através do ajuste do pH durante a síntese solgel
e possibilitou o entendimento da influência do pH na formação da fase cristalina e o seu efeito
nos defeitos produzidos e nas propriedades ópticas do material. / São Cristóvão, SE
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/10351 |
| Date | 24 September 2018 |
| Creators | Farias, Damon Ferreira |
| Contributors | Macedo, Zélia Soares |
| Publisher | Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Sergipe |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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