Estudo das propriedades fotoluminescentes dos compósitos de MgMoO4:SrMoO4 e ZnWO4:CaWO4 obtidos pelo método de spray pirólise ultrassônico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Santiago, Anderson de Azevedo Gomes
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48498
Resumo: Molybdates and tungstates are inorganic materials with immense potential in application as white light-emitting diodes (wLEDs), which are an alternative to traditional lighting sources. In this study, the synthesis and characterization of the composite MgMoO4:SrMoO4 (with molar ratios of 1:0; 0.75:0.25; 0.5:0.5; 0.25:0.75 and 0:1) and ZnWO4:CaWO4 (with molar ratios of 1:0; 0.8:0.2; 0.6:0.4; 0.4:0.6; 0.2:0.8 and 0:1), prepared by the ultrasonic spray pyrolysis method and their photoluminescent properties were investigated. Using X-ray diffraction, for MgMoO4:SrMoO4 samples, the monoclinic β- MgMoO4 phase was observed at a molar ratio of 1:0 and the tetragonal scheelite phase of SrMoO4 at a molar ratio of 0:1. However, for ZnWO4:CaWO4 samples, the monoclinic phase ZnWO4 was obtained at a molar ratio of 1:0 and the scheelite-type tetragonal phase of CaWO4 when the molar ratio was 0:1. The formation of a particulate material composed of both phases was observed for the intermediate molar ratios. Scanning electron microscopy images showed that MgMoO4:SrMoO4 and ZnWO4:CaWO4 particles show a spherical morphology formed by primary nanoparticles. Raman scattering spectroscopy allowed the precise identification of Raman modes for different compositions and their assignment to SrMoO4 or β-MgMoO4 and ZnWO4 or CaWO4 modes. Bandgap energies were found in a range between 4.2 eV and 4.4 eV for the MgMoO4:SrMoO4 samples and between 3.8 eV and 4.0 eV for ZnWO4:CaWO4, influenced by the order/disorder structural degree of the materials. The photoluminescence emission spectra of the particles showed neutral- and cool-white emission with high quality white light (CRI>80%). The MgMoO4:SrMoO4 samples synthesized with a molar ratio of 1:0, 0.25:0.75 and 0.5:0.5 formed materials with potential for application in LED lamps (6,500 K) and pure white light sources (5,500 K) while the samples of ZnWO4:CaWO4 can be considered as promising white light sources, mainly for the sample with molar ratio 0.2:0.8, for application in LED lamps (6,500 K).
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However, for ZnWO4:CaWO4 samples, the monoclinic phase ZnWO4 was obtained at a molar ratio of 1:0 and the scheelite-type tetragonal phase of CaWO4 when the molar ratio was 0:1. The formation of a particulate material composed of both phases was observed for the intermediate molar ratios. Scanning electron microscopy images showed that MgMoO4:SrMoO4 and ZnWO4:CaWO4 particles show a spherical morphology formed by primary nanoparticles. Raman scattering spectroscopy allowed the precise identification of Raman modes for different compositions and their assignment to SrMoO4 or β-MgMoO4 and ZnWO4 or CaWO4 modes. Bandgap energies were found in a range between 4.2 eV and 4.4 eV for the MgMoO4:SrMoO4 samples and between 3.8 eV and 4.0 eV for ZnWO4:CaWO4, influenced by the order/disorder structural degree of the materials. The photoluminescence emission spectra of the particles showed neutral- and cool-white emission with high quality white light (CRI>80%). The MgMoO4:SrMoO4 samples synthesized with a molar ratio of 1:0, 0.25:0.75 and 0.5:0.5 formed materials with potential for application in LED lamps (6,500 K) and pure white light sources (5,500 K) while the samples of ZnWO4:CaWO4 can be considered as promising white light sources, mainly for the sample with molar ratio 0.2:0.8, for application in LED lamps (6,500 K).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqMolibdatos e tungstatos são materiais inorgânicos com grande potencial na aplicação como diodos emissores de luz (LEDs) branca, sendo uma alternativa às fontes de iluminação tradicionais. Neste estudo, a síntese e caracterização do compósito MgMoO4:SrMoO4 (com as razões molares de 1:0; 0,75:0,25; 0,5:0,5; 0,25:0,75 e 0:1) e ZnWO4:CaWO4 (com as razões molares de 1:0; 0,8:0,2; 0,6:0,4; 0,4:0,6; 0,2:0,8 e 0:1), preparadas pelo método de spray pirólise ultrassônico e suas propriedades fotoluminescentes foram investigadas. Usando difração de raios X, para as amostras de MgMoO4:SrMoO4, a fase monoclínica β-MgMoO4 foi observada para razão molar de 1:0 e a fase tetragonal de scheelita de SrMoO4 para razão molar de 0:1. Entretanto, para as amostras de ZnWO4:CaWO4, a fase monoclínica ZnWO4 foi obtida para razão molar 1:0 e a fase tetragonal scheelita de CaWO4 quando a razão molar foi de 0:1. A formação de um material particulado composto por ambas as fases foi observada para as razões molares intermediárias. Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram que as partículas de MgMoO4:SrMoO4 e ZnWO4:CaWO4 exibem uma morfologia esférica formada por várias nanopartículas primárias. A espectroscopia de espalhamento Raman permitiu a identificação precisa dos modos Raman para diferentes composições e sua atribuição aos modos SrMoO4 ou β-MgMoO4 e ZnWO4 ou CaWO4. As energias da banda de gap foram determinadas em um intervalo entre 4,2 eV e 4,4 eV para as amostras de MgMoO4:SrMoO4 e entre 3,8 eV e 4,0 eV para ZnWO4:CaWO4, sendo influenciadas pelo grau de ordem e desordem estrutural dos materiais. Os espectros de emissão de fotoluminescência das partículas mostraram emissão neutra e branca fria com luz branca de alta qualidade (CRI> 80%). As amostras MgMoO4:SrMoO4 sintetizadas com razão molar de 1:0, 0,25:0,75 e 0,5:0,5 formaram materiais com potenciais para aplicação em lâmpadas LED (6.500 K) e fontes de luz branca pura (5.500 K) enquanto as amostras de ZnWO4:CaWO4 podem ser considerados como fontes de luz branca promissoras, principalmente para a amostra com razão molar 0,2:0,8, para aplicação em lâmpadas LED (6.500 K).Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISDelmonte, Mauricio Roberto Bomiohttps://orcid.org/0000-0002-9173-0476http://lattes.cnpq.br/6982375962705773https://orcid.org/0000-0001-9016-4217http://lattes.cnpq.br/9558299312183852Motta, Fabiana Villela dahttp://lattes.cnpq.br/9918299069511517Eliziário, Sayonara AndradeNascimento, José Heriberto Oliveira doCarreño, Neftalí Lenin VillarrealSantiago, Anderson de Azevedo Gomes2022-07-14T21:02:13Z2022-07-14T21:02:13Z2022-05-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTIAGO, Anderson de Azevedo Gomes. Estudo das propriedades fotoluminescentes dos compósitos de MgMoO4:SrMoO4 e ZnWO4:CaWO4 obtidos pelo método de spray pirólise ultrassônico. 2022. 114f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48498info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2022-07-14T21:03:04Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/48498Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2022-07-14T21:03:04Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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description Molybdates and tungstates are inorganic materials with immense potential in application as white light-emitting diodes (wLEDs), which are an alternative to traditional lighting sources. In this study, the synthesis and characterization of the composite MgMoO4:SrMoO4 (with molar ratios of 1:0; 0.75:0.25; 0.5:0.5; 0.25:0.75 and 0:1) and ZnWO4:CaWO4 (with molar ratios of 1:0; 0.8:0.2; 0.6:0.4; 0.4:0.6; 0.2:0.8 and 0:1), prepared by the ultrasonic spray pyrolysis method and their photoluminescent properties were investigated. Using X-ray diffraction, for MgMoO4:SrMoO4 samples, the monoclinic β- MgMoO4 phase was observed at a molar ratio of 1:0 and the tetragonal scheelite phase of SrMoO4 at a molar ratio of 0:1. However, for ZnWO4:CaWO4 samples, the monoclinic phase ZnWO4 was obtained at a molar ratio of 1:0 and the scheelite-type tetragonal phase of CaWO4 when the molar ratio was 0:1. The formation of a particulate material composed of both phases was observed for the intermediate molar ratios. Scanning electron microscopy images showed that MgMoO4:SrMoO4 and ZnWO4:CaWO4 particles show a spherical morphology formed by primary nanoparticles. Raman scattering spectroscopy allowed the precise identification of Raman modes for different compositions and their assignment to SrMoO4 or β-MgMoO4 and ZnWO4 or CaWO4 modes. Bandgap energies were found in a range between 4.2 eV and 4.4 eV for the MgMoO4:SrMoO4 samples and between 3.8 eV and 4.0 eV for ZnWO4:CaWO4, influenced by the order/disorder structural degree of the materials. The photoluminescence emission spectra of the particles showed neutral- and cool-white emission with high quality white light (CRI>80%). The MgMoO4:SrMoO4 samples synthesized with a molar ratio of 1:0, 0.25:0.75 and 0.5:0.5 formed materials with potential for application in LED lamps (6,500 K) and pure white light sources (5,500 K) while the samples of ZnWO4:CaWO4 can be considered as promising white light sources, mainly for the sample with molar ratio 0.2:0.8, for application in LED lamps (6,500 K).
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