Compósitos metal-dielétrico, a partir de vidros óxidos de germânio e telúrio dopados com íons Nd3+ e nanopartículas metálicas para aplicações em amplificadores ópticos que atuem na região infravermelho.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bordon, Camila Dias da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aluminum oxide; Amplificadores ópticos; Amplifier devices; Fotônica; Ganho relativo; Germanate glasses; Metallic NP's; Nanopartículas; Neodímio; Neodymium; NP's metálicas; Óxido de alumínio; Relative gain; Tellurite glasses; Terras raras; Vidro
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-07012020-151258/

Neste trabalho foram produzidas amostras vítreas (teluritos e germanatos) na forma bulk, com composições GeO2-PbO e TeO2-ZnO dopadas com íons de neodímio (Nd3+) e nanopatículas metálicas para aplicação em amplificadores ópticos. Medidas de emissão e absorção foram realizadas a fim de comprovar as propriedades luminescentes do material bem como a incorporação dos íons Nd3+, respectivamente. Medida de AFM (Microscopia de Força Atômica) foi realizada a fim de identificar a camada fina de ouro depositada na superfície da amostra. Para analisar nanopartículas de prata foi realizada a microscopia eletrônica de transmissão. Posteriormente montou-se um arranjo com objetivo de medir o ganho relativo das amostras produzidas. A influência da concentração de íons de Nd3+, da adição de fina camada de ouro, de nanopartículas de prata e de Al2O3 na matriz TeO2-ZnO e GeO2-PbO no ganho relativo em 1064 nm foi investigada. Por fim, a análise de DSC (calorimetria exploratória diferencial) comprovou o aumento das temperaturas de cristalização (Tx) e de transição vítrea (Tg) com inclusão de Al2O3 nas matrizes. Destaca-se a amostra TeO2-ZnO dopada com 1% (em porcentagem de peso) de Nd2O3 que exibiu o maior ganho relativo (4,5dB/cm) em 1064 nm, dentre todas as amostras produzidas, e apresentou aumento de 130% em relação a amostra com 0,5% de Nd2O3. Ressalta-se ainda que a introdução de camada fina de ouro e das nanopartículas de prata causaram aumento de aproximadamente 100% no ganho relativo da amostra GeO2-PbO dopada com 1% e 0,5% de Nd2O3 respectivamente. A introdução de Al2O3 nas matrizes GeO2-PbO e TeO2-ZnO também conduziu ao aumento do ganho relativo em 1064 nm, sendo de 116% e 60%, respectivamente. O procedimento apresentado neste trabalho, que faz uso das amostras na forma de bulk produzidas pelo método da fusão seguido de resfriamento rápido, é mais simples e menos dispendioso do que o utilizado para a fabricação dos dispositivos (guias de ondas, que utilizem os processos convencionais da microeletrônica) e permite investigar, antecipadamente o potencial do material para aplicações em amplificadores ópticos. Os resultados apresentados mostram o potencial dos vários materiais estudados para aplicações que demandem amplificação óptica em 1064 nm.