BaAl2O4:Eu3+ monofásico via métodos Sol-Gel e Pechini modificado: Avaliação das propriedades estruturais, morfológicas e espectroscópicas visando aplicação em dispositivos ópticos - Oliveira, Nagyla Alves de (2018)
Este estudo propõe a produção de BaAl2O4 dopado ou não com Eu3+ a partir dos métodos sol-gel com alcóxido metálico (SG) e Pechini modificado (PM). Uma investigação sistemática inicial estabeleceu as condições de síntese dos precursores, gel e resina polimérica, respectivamente, que resultassem no sistema monofásico, sendo definido pré-calcinação a 300°C/2h e calcinação a 1000°C/2h. Variou-se a concentração do dopante de 0 a 7% em mol, caracterizando-se todas as amostras do ponto de vista estrutural, morfológico, e fotoluminescente. Independentemente do método e porcentagem de dopante, a fase majoritária BaAl2O4 hexagonal, grupo espacial P6322, com Ba2+ em dois sítios distintos de número de coordenação 9 foi obtida. O método SG resultou em pós com maiores tamanhos de cristalito sendo que no caso do método PM houve diminuição com o aumento da dopagem, mantendo a média de 4,85 nm. Por MEV verificou-se que o método PM resulta em partículas também menores e coalescidas na forma de bulk e as via método SG possuem perfil esferoidal. O valores de band gap dos pós foram similares, independentemente do método, mantendo uma média de 4,30 eV. A partir do monitoramento das transições do Eu3+ nos dois sítios de Ba2+, foram avaliados tempo de vida de estado excitado, eficiência quântica, parâmetros de intensidade, além do diagrama de cromaticidade. A matriz apresenta emissão intrínseca. Um mecanismo de transferência de energia envolvendo íon ativador e rede hospedeira foi proposto. A rota SG produziu luminóforos vermelhos com maior intensidade relativa de emissão que aumenta com o aumento da porcentagem de dopante. Os valores de eficiência quântica foram acima de 50% para os luminóforos via ambos os métodos, mais elevados do que os reportados na literatura. Entretanto, BaAl2O4:Eu3+(1%) via método PM sob atmosfera oxidante apresentou emissão anômala de Eu2+, embora instável, a qual é discutida e associada ao efeito dos precursores e à carga de íons da rede. Com base em todos os resultados, ambos métodos resultam na fase desejada com sucesso, e produziram luminóforos vermelhos promissores para serem aplicados em dispositivos ópticos.