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Previous issue date: 2012-10-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / The influence of Cu2+ doping as well as the preparation methods on the structural, morphological and optical properties of (Ca1-xCux)TiO3 powders with (x= 0; 0,01; 0,02; 0,04 and 0,10) of Cu2+ were studied in this work. The copper ions has been chose to replace the A site in the CaTiO3 perovskite, by the fact that structural defects related to covalent character of Cu-O linkages are created in the CaTiO3 crystalline structure. This effect is able to change the polarization or charge density of CaO12 and TiO6 clusters in the matrix, influencing its optical properties. The studied systems were synthesized by the microwave assisted hydrothermal method (HM) and Polymeric precursor method (PPM). These powders were structurally and morphologically characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, micro-Raman (MR) spectroscopy, volumetric gas adsorption of Brunauer, Emmett e Teller (BET) method and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Finally, their optical properties were investigated by ultraviolet-visible (UV-vis) absorption and photoluminescence (PL) measurements. XRD patterns, Rietveld refinement indicated that these crystals present a perovskite-type CaTiO3 orthorhombic structure and space group Pbnm. MR spectroscopy indicated the presence of strtuctural defects which are associated to the introduction of Cu2+ ions in the A site of the perovskite.The presence of structural defects which are able to modify the polarization and/or charge density into the lattice, influencing its optical properties. Moreover, the reduction in band gap (Egap) observed for these systems is also related to them. The defects and distortions into lattice at medium- and short-range on the [CaO12]/[TiO6] clusters promotes the structural order-disorder responsible for the intense PL properties of these systems. The powders morphology are also influenced by the experimental procedure employed in the systems preparation. These materials are promising candidates for future applications in optical devices. / Neste trabalho foi estudado a influência da dopagem do íon Cu2+ e dos métodos de síntese nas propriedades estruturais, morfológicas e ópticas dos pós de (Ca1-xCux)TiO3 contendo x= 0; 0,01; 0,02; 0,04 e 0,10 mol de Cu2+. Este íon foi escolhido para substituir o sítio A do CaTiO3 por ser um dopante que pode causar uma mudança na polarização ou densidade eletrônicas dos clusters CaO12 e TiO6 na estrutura do titanato de cálcio, o que pode gerar defeitos e distorções no material influenciando suas propriedades ópticas. Os materiais estudados foram sintetizados pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas (MH) e método dos precursores poliméricos (MPP). Os pós foram analisados estrutural e micro-estruturalmente pelas técnicas de difração de raios X (DRX), refinamento estrutural de Rietveld, espectroscopia de micro-Raman (MR), Método Volumétrico de Adsorção de Gases de Brunauer, Emmett e Teller (BET) e Microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV). As propriedades ópticas foram analisadas por meio das técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-vis (UV-vis) e espectroscopia de fotoluminescência (FL). Os resultados de DRX refinamento de Rietveld indicaram que os pós cristalizam-se em uma estrutura ortorrômbica de CaTiO3 e grupo espacial Pbnm. As análises de MR indicaram a presença de defeitos estruturais na estrutura cristalina o CaTiO3 relacionadas à quebra de simetria dos clusters CaO12 e TiO6 causada pela introdução do Cobre no sítio A da perovskita. Estes defeitos estruturais podem modificar a densidade de cargas ou polarização na estrutura cristalina do CaTiO3 influenciando sua emissão fotoluminescente. Os sistemas apresentaram uma tendência a redução do valor do gap óptico (Egap) destes materiais pode estar relacionada com a presença dos íons Cu2+ na estrutura cristalina CaTiO3. Os defeitos estruturais na rede cristalina a médio e curto alcance nos clusters [CaO12]/[TiO6] são responsáveis pela emissão fotoluminescente dos pós preparados. A morfologia dos pós também é fortemente influenciada pelo método de síntese empregado. Os materiais preparados mostraram potencial aplicação em dispositivos ópticos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6259 |
| Date | 29 October 2012 |
| Creators | Oliveira, Larissa Helena de |
| Contributors | Varela, José Arana |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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