Estudo da influência do lantânio nas propriedades estruturais e ópticas do CaTiO3

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Gonçalves, Rosana de Fátima
• 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: calcium titanate; estrutura; fotoluminescência; lantânio; lanthanum; photoluminescence; structure; titanato de cálcio
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-10122025-164556/

Esta dissertação apresenta um estudo sistemático das propriedades estruturais e ópticas de materiais Ca1-xLaxTiO3 amorfos e cristalinos na forma de pós cerâmicos, classificados como cerâmicas avançadas. Os compostos foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos e em seguida calcinados em muflas com atmosfera de O2, em diferentes temperaturas. A determinação estrutural realizada por difração de raios-X (DRX) revelou que os materiais obtidos são monofásicos, estequiométricos e com solução sólida homogênea. Os compostos CaTiO3 puro e também na presença de pequenas concentrações de lantânio cristalizam-se na estrutura perovskita do tipo ortorrômbica, com grupo espacial Pbnm. Em elevadas concentrações (x =0,13) o lantânio provoca uma distorção mais significativa na rede observada através de uma mudança nos parâmetros de rede obtidos por uma análise preliminar pelo método Rietveld. Esta distorção foi acompanhada de um aumento no volume da cela unitária, de 223,66 Å quando a simetria é do tipo ortorrômbica, para 389,81 Å quando a simetria passa a ser do tipo romboédrica. A transição de simetria ortorrômbica- romboédrica, provavelmente ocorre devido a diferença de densidade eletrônica dos íons Ca2+ e La3+. As análises por difração de raios-X (DRX) também possibilitaram a determinação do tamanho dos domínios de coerência cristalográfica (cristalitos), os quais são de baixa dimensão, em escala nanométrica. Com o auxílio da técnica BET foi possível determinar a área superficial específica das partículas, além de informações sobre a textura dos pós cerâmicos por intermédio da distribuição do tamanho médio dos poros, os quais são dependentes da temperatura de calcinação. Análises de adsorção-dessorção de CO2 para as amostras a base de CaTiO3 e lantânio apresentaram isotermas do tipo II e uma histerese do tipo H, típica de mesoporos. A Microscopia Eletrônica de Transmissão possibilitou uma análise microestrutural, em que foi observado a presença de planos cristalográficos orientados em uma única direção, típicos de materiais monocristalinos e também partículas nanométricas. Os compostos Ca1-xLaxTiO3 amorfos apresentaram emissão fotoluminescente a temperatura ambiente, o que é altamente viável do ponto de vista econômico. No entanto, emissões mais intensas podem ser observadas quando um íon terra- rara como o lantânio é incorporado a esta perovskita, que na sua forma pura já é opticamente ativa.