Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In this work we present the synthesis and optic characterization of sulfonated
polystyrene films (PSS) doped with ions of neodymium (Nd). The synthesis has a low cost
and a simple route. The used dopant was the neodymium nitrate. The maximum incorporation
of ions Nd3+ in the matrix, gotten in the synthesis of the films, was around 14.0 %. The
absorption spectra in UV-Vis-NIR of the films of Nd-PSS had presented the characteristic
bands for neodymium in aqueous solution. The FTIR spectra had presented a significant
widening of the bands in relation to the sulfonated polystyrene spectrum. In this same
spectrum occurs a great change in the form of line of the Nd-PSS film in the region below of
1400 cm-1 referring to the vibration of linking N-O. The films measured by Raman
spectroscopy have presented the same intensity and localization of the peaks, independently
of the region of incidence of the laser in the film. The analysis of these spectra demonstrates
the overlapping of the bands: stretching of linking S-O, anti-symmetrical stretching of nitrate
and the fold is of the plan of linking N-O. This fact proves the doping of the H-PSS and that
the Nd07 film (contends the precursory neodymium solution 0.7 mol/L) is of higher
concentration. The luminescence spectrum in UV-Vis region had shown that when the PSS
polymer matrix is doped a blue shift is observed. The luminescence spectra excited in 458 nm
(absorption band of the HPSS) and in 514 nm (absorption band of the Nd3+ ion) indicate,
respectively, that it has an aiding of the emission around 520 nm (green) and of 610 nm
(orange). The spectra of selective excitement show that it has an overlapping of the bands of
excitement of the PSS with the Nd-PSS, when the wavelength of excitement varies of 400
until 500 nm. The bands of the Nd-PSS became wider and are more definite. The films of Nd-
PSS present an intense emission in the infrared in 1076 nm (radiative transition 4F3/2®4I11/2).
It was not observed dependence with the concentration in all spectra done. The factor of
spectroscopic quality of the Nd11 film, gotten for the parameters of Judd-Ofelt, indicates that
the domain of the transistion occurs in 4F3/2 ® 4I11/2 (1076 nm), proving with the results of the
measures made in the photoluminescence in the infra-red. This confirms that the Nd11 film is
an excellent candidate to be used in optic devices. / Nesse trabalho apresentamos a síntese e caracterização óptica de filmes de poliestireno
sulfonado (PSS) dopados com íons de neodímio (Nd), utilizando uma rota sintética simples e
de baixo custo. O dopante utilizado foi o nitrato de neodímio. A incorporação máxima de íons
Nd3+ na matriz, obtida na síntese dos filmes, ficou em torno de 14,0 %. Os espectros de
absorção no UV-Vis-NIR dos filmes de Nd-PSS apresentaram as bandas características para o
neodímio em solução aquosa. Os espectros de FTIR apresentaram um alargamento
significativo das bandas em relação ao espectro de poliestireno sulfonado. Nesse mesmo
espectro ocorre uma grande mudança na forma de linha do filme Nd-PSS na região abaixo de
1400 cm-1 referente à vibração da ligação N-O. Os filmes medidos por espectroscopia Raman
apresentaram a mesma intensidade e localização dos picos, independentemente da região de
incidência do laser na amostra. A análise desses espectros demonstra a superposição das
bandas de: estiramento da ligação S-O, estiramento assimétrico do nitrato e a dobra fora do
plano da ligação N-O. Esse fato comprova a dopagem do H-PSS e que o filme Nd07
(contendo a solução precursora de neodímio 0,7 mol/L) é o mais concentrado. Os espectros de
luminescência no UV-Vis mostraram que quando se dopa a matriz polimérica PSS ocorre um
deslocamento para o azul. Os espectros de luminescência com excitações em 458 nm (banda
de absorção do H-PSS) e em 514 nm (banda de absorção do íon Nd3+) indicam que há um
favorecimento da emissão em torno de 520 nm (verde) e de 610 nm (alaranjado),
respectivamente. Os espectros de excitação seletiva mostram que há uma superposição das
bandas de excitação do PSS com o Nd-PSS, quando o comprimento de onda de excitação
varia de 400 até 500 nm. Acima de 500 nm, as bandas do Nd-PSS se alargam e ficam mais
definidas. Os filmes de Nd-PSS apresentam uma intensa emissão no infravermelho em 1076
nm (transição radiativa 4F3/2®4I11/2). Não foi observada nenhuma dependência com a
concentração em todos os espectros realizados. O fator de qualidade espectroscópica do filme
Nd11, obtido pelos parâmetros de Judd-Ofelt, indica que ocorre o domínio da transição 4F3/2
® 4I11/2 em 1076 nm, corroborando com os resultados das medidas feitas via
fotoluminescência e infravermelho. Isso confirma que o filme Nd11 é um ótimo candidato
para ser usado em dispositivos ópticos. / Mestre em Física
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15649 |
| Date | 23 May 2006 |
| Creators | Silva, Marcelo Castanheira da |
| Contributors | Marletta, Alexandre, Cury, Luiz Alberto, Barbosa Neto, Newton Martins |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Física, UFU, BR, Ciências Exatas e da Terra |
| 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:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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