Estudo de matrizes vítreas dopadas com íons de terras raras e/ou pontos quânticos de sais de chumbo

Abstract

Nesse estudo matrizes vítreas baseadas em óxidos, dopadas com íons de terras raras e/ou pontos quânticos de sais de chumbo, foram sintetizadas pelo tradicional método de fusão e investigadas por medidas experimentais. A matriz vítrea LBA foi sintetizada e dopada com íons de Nd3+. Os parâmetros espectroscópicos correspondentes foram obtidos pela teoria de Judd-Ofelt (JO) utilizando o método dos mínimos quadrados. Além disso, essa mesma matriz com 2% de Nd2O3 (concentração fixa) foi co-dopada com diferentes concentrações de TiO2, sendo esse um agente de variação do campo cristalino. Os parâmetros espectroscópicos foram investigados utilizando Inferência Bayesiana. Uma abordagem inovadora que não é apresentada na literatura. A matriz SNABP foi sintetizada com dopagem de íons de Yb3+ e/ou pontos quânticos de sais de chumbo e investigada. Essas amostras foram avaliadas quanto à possibilidade de desenvolvimento de dispositivos refrigeradores ópticos de estado sólido. Sendo essa a segunda inovação apresentada nessa tese. As amostras foram caracterizadas experimentalmente por medidas de densidade, índice de refração, absorção óptica, fotoluminescência, análise térmica diferencial e micro espectroscopia Raman. Os parâmetros de intensidade de JO, Ωλ, para amostras dopadas com Nd3+ e/ou co-dopadas com TiO2, se mostraram sensíveis às variações do campo cristalino, sugerindo que íons de TR podem atuar como sondas estruturais. As amostras dopadas com Yb3+ apresentaram cauda de refrigeração significativa, em torno de 1007 nm, revelando-se promissoras para aplicação em refrigeração óptica. Nanocristais de PbS foram sintetizados com sucesso e apresentaram propriedades de confinamento quântico, com o deslocamento da emissão para maiores comprimentos de onda em função do aumento do tamanho. Foi observado deslocamento Stokes relativamente grande (~140 nm), que pode comprometer a refrigeração óptica em PQs de PbS em específico. Contudo, a co-dopagem (PQs + Yb3+), mostrou-se interessante, uma vez que essas amostras apresentaram processo de transferência de energia (PQs→Yb3+) podendo potencializar a refrigeração óptica com íons de Yb3+ como centros refrigeradores.