Estudo dos parâmetros termo-óticos do vidro fosfato PANK:Nd3+ em função da temperatura

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva Filho, José Carlos da
• Orientador(a): Andrade, Acácio Aparecido de Castro
• Banca de defesa: Andrade, Acácio Aparecido de Castro , Zilio, Sérgio Carlos , Lourenço, Sidney Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Física; Vidros óticos; Fotoluminescência; Espectroscopia de luminescência
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18416; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.157

Este trabalho descreve uma análise do vidro fosfato PANK ( 4 0 P205 ■ 2 0 Al20 3 ■ 3 5 N a20 ■ 5 K 20 ( m o l %}) + xNd2O3 com x = 1, 2, 3, 4 e 5 (wt%), em função da temperatura desde 80 K até 480 K. Os vidros fosfatos têm recebido muita atenção dos pesquisadores por apresentarem ótimas propriedades óticas e térmicas, assim como, uma alta eficiência quântica quando dopados com o íon Nd . Tais propriedades permitem que esses vidros possam ser aplicados como meio ativo de laser, fibras e amplificadores óticos. Porém, os estudos são, na grande maioria, executados a temperatura ambiente (300 K), sendo necessário um estudo em função da temperatura dessas propriedades, visto que elas podem ser dependentes da temperatura. Aplicando a técnica de Lente Térmica e utilizando medidas do tempo de vida da luminescência foi possível encontrar a dependência da eficiência quântica da luminescência com a temperatura. Para obtê-la, utilizou-se o método do tempo de vida normalizado. Como complemento ao estudo foi efetuado medida do espectro de fotoluminescência. Uma descontinuidade no valor da difusividade térmica foi observada em torno de 180 K. Nessa mesma região ocorreu uma inversão no sinal de lente térmica, provavelmente associado à mudança do sinal da variação do caminho ótico com a temperatura. Ambos os efeitos foram observados para todas as amostras. Neste estudo ficou claro que tanto o aumento da concentração do íon Nd quanto o aumento da temperatura no material, provocaram um efeito de supressão da luminescência. Esse efeito é visível nos resultados de tempo de vida e eficiência quântica. Fazendo uma análise do tempo de vida no limite de baixa concentração (x ^ 0), observou-se que seu valor sofre um decréscimo com a temperatura no intervalo entre 80 - 200 K. Esse resultado está associado à excitação térmica da população para a componente Stark superior do nível 4F3/2. Acima de 200 K o valor experimental se mantém constante e está em bom acordo com o tempo radiativo calculado pela teoria de Judd-Ofelt. Com base no comportamento da eficiência quântica no limite de baixa concentração observam-se duas regiões em que ocorre supressão térmica. A primeira está de acordo com a supressão que causou o decréscimo no valor do tempo de vida, enquanto a segunda região está relacionada a perda de energia pela ativação térmica de um modo vibracional da matriz, confirmado pelo espectro Raman obtido. Por fim, os resultados obtidos neste trabalho ampliam a discussão do estudo de propriedades termo-óticas em função da temperatura, que é de grande importância para o desenvolvimento de novos lasers de estado sólido.