Efeito da concentração de eu3+ e tb3+ na luminescência do y2o3 produzido pela rota sol gel utilizando matéria orgânica da água de rio
Ano de defesa: | 2024 |
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Pós-Graduação em Física
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Resumo: | Luminescent materials have been increasingly investigated due to their great potential for applications in several areas, including the development of devices such as lasers, lamps and sensors. In this work, the development of undoped, doped and codoped yttrium oxide (Y2O3) with europium (Eu3+) and terbium (Tb3+) ions was investigated, to explore its luminescent properties and potential application in optical thermometry. In this sense, the search for conscious, low-cost production with property control has been gaining ground in recent years. To produce the material, the modified sol-gel route was used using humic substances from river water to produce nanomaterials. The samples were prepared and calcined at a fixed temperature of 1000 ºC, and the river source and dopant concentration were the parameters investigated in the initial part of this work.As reference material, samples were prepared by replacing river water with distilled water. Through XRD measurements, the cubic phase of Y2O3 was observed regardless of the solvent used, which indicates good reproducibility of the synthesis. The diffraction patterns of the doped and codoped samples did not show secondary peaks, which implies that the doping was successfully incorporated into the matrix. Photoluminescence measurements were performed, and the emission spectrum showed the characteristic peaks of Eu and Tb. For the excitation spectrum, several excitation bands were observed ranging from the ultraviolet (UV) region to the blue region of the visible spectrum, making this material a potential candidate for many applications, such as solar cells and thermometers. The codoped samples exhibited measured emission with the main and characteristic peaks of Eu3+ ( 5D0→7F2) e Tb3+ ( 5D4→7F5), with an optimized luminescent response when excited at 277 nm, especially at reduced concentrations of the two dopants (doped with 1% Eu and 1% Tb). There is an indication of energy transfer from Tb3+ ions to Eu3+, for these samples. Furthermore, it was observed that the main emission peaks of Eu3+ e Tb3+ are more sensitive to temperature variations, compared to the others, exhibiting a significant variation in their relative intensity. The results with temperature suggest a potential application as a luminescent thermal sensor. |
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Santos, Naiara Silva dosMacedo, Zélia Soares2024-03-13T19:46:30Z2024-03-13T19:46:30Z2024-02-20SANTOS, Naiara Silva dos. Efeito da concentração de eu3+ e tb3+ na luminescência do y2o3 produzido pela rota sol gel utilizando matéria orgânica da água de rio. 2024. 100 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2024.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19290Luminescent materials have been increasingly investigated due to their great potential for applications in several areas, including the development of devices such as lasers, lamps and sensors. In this work, the development of undoped, doped and codoped yttrium oxide (Y2O3) with europium (Eu3+) and terbium (Tb3+) ions was investigated, to explore its luminescent properties and potential application in optical thermometry. In this sense, the search for conscious, low-cost production with property control has been gaining ground in recent years. To produce the material, the modified sol-gel route was used using humic substances from river water to produce nanomaterials. The samples were prepared and calcined at a fixed temperature of 1000 ºC, and the river source and dopant concentration were the parameters investigated in the initial part of this work.As reference material, samples were prepared by replacing river water with distilled water. Through XRD measurements, the cubic phase of Y2O3 was observed regardless of the solvent used, which indicates good reproducibility of the synthesis. The diffraction patterns of the doped and codoped samples did not show secondary peaks, which implies that the doping was successfully incorporated into the matrix. Photoluminescence measurements were performed, and the emission spectrum showed the characteristic peaks of Eu and Tb. For the excitation spectrum, several excitation bands were observed ranging from the ultraviolet (UV) region to the blue region of the visible spectrum, making this material a potential candidate for many applications, such as solar cells and thermometers. The codoped samples exhibited measured emission with the main and characteristic peaks of Eu3+ ( 5D0→7F2) e Tb3+ ( 5D4→7F5), with an optimized luminescent response when excited at 277 nm, especially at reduced concentrations of the two dopants (doped with 1% Eu and 1% Tb). There is an indication of energy transfer from Tb3+ ions to Eu3+, for these samples. Furthermore, it was observed that the main emission peaks of Eu3+ e Tb3+ are more sensitive to temperature variations, compared to the others, exhibiting a significant variation in their relative intensity. The results with temperature suggest a potential application as a luminescent thermal sensor.Materiais luminescentes vêm sendo cada vez mais investigados, devido ao seu grande potencial de aplicações em diversas áreas, incluindo o desenvolvimento de dispositivos como lasers, lâmpadas e sensores. Neste trabalho, foi investigado o desenvolvimento do óxido de ítrio (Y2O3) não dopado, dopado e codopado com íons de európio (Eu3+) e térbio (Tb3+), para explorar as suas propriedades luminescentes e potencial aplicação em termometria óptica. Nesse sentido, a busca por uma produção sustentável, com baixo custo e com controle de propriedades, vem ganhando espaço nos últimos anos. Para a produção do material, foi utilizada a rota sol-gel modificada usando substâncias húmicas da água de rio para produção de nanomateriais. As amostras foram preparadas e calcinadas a uma temperatura fixa de 1000 ºC, e a fonte do rio e a concentração do dopante foram os parâmetros investigados na parte inicial desse trabalho. Como material de referência, foram preparadas amostras substituindo a água de rio por água destilada. Por meio das medidas de DRX foi observada a fase cúbica do Y2O3, independentemente do solvente utilizado, o que indica boa reprodutibilidade da síntese. Os padrões de difração das amostras dopadas e codopadas não apresentaram picos secundários, o que implica que a dopagem foi incorporada com sucesso na matriz. Medidas de fotoluminescência foram realizadas, e o espectro de emissão apresentou os picos característicos de Eu e Tb. Para o espectro de excitação foram observadas várias bandas de excitação abrangendo desde a região do ultravioleta (UV) até a região do azul do espectro visível, tornando este material um potencial candidato para diversas aplicações, como células solares e termômetros. As amostras codopadas exibiram espectros de emissão com os picos principais e característicos do Eu3+ ( 5D0→7F2) e Tb3+ ( 5D4→7F5), com uma resposta luminescente otimizada quando excitados à 277 nm, especialmente em concentrações reduzidas dos dois dopantes (dopada com 1% de Eu e 1% de Tb). Há um indicativo de transferência energética dos íons Tb3+ para o Eu3+, para essas amostras. Além disso, foi observado que esses picos principais de emissão do Eu3+ e Tb3+ são mais sensíveis às variações de temperatura, em comparação com as demais, exibindo uma variação significativa em sua intensidade relativa. Os resultados com temperatura, indicam potencial aplicação como sensor térmico luminescente.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESSão CristóvãoporÓxido de ítrioLuminescênciaDopagem com európio e térbioRota sol-gel modificadaÁgua de rioTemperaturaYttrium oxideLuminescenceDoping with europium and terbiumModified sol-gel routeRiver waterTemperatureCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEfeito da concentração de eu3+ e tb3+ na luminescência do y2o3 produzido pela rota sol gel utilizando matéria orgânica da água de rioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em FísicaUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19290/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALNAIARA_SILVA_SANTOS.pdfNAIARA_SILVA_SANTOS.pdfapplication/pdf2974023https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19290/2/NAIARA_SILVA_SANTOS.pdf07b5912643607e155c44ee3e361acc9fMD52riufs/192902024-03-13 16:46:36.118oai:ufs.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2024-03-13T19:46:36Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false |
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