Desenvolvimento de rotadores faraday baseados em vidros óxidos e vitrocerâmicas contendo nanocristais de perovskita para aplicações tecnológicas

Resumo

Este projeto tem por objetivo realizar a síntese e a caracterização de vidros óxidos e vitrocerâmicas com propriedades magneto-ópticas (MO), visando a produção de novos rotadores Faraday voltados para o desenvolvimento de sensores MO. Para atingir o objetivo, vidros borogermanatos contendo altas concentrações de íons terras raras com elevados momentos paramagnéticos (¼eff), tais como Tb3+, Dy3+ e Ho3+ serão sintetizados. A produção de vidros termicamente estáveis com altas concentrações de íons terras raras, transparentes na região do visível e infravermelho próximo (NIR) e com altos valores de constante de Verdet (VB) não é um processo trivial. A síntese de novos rotadores Faraday baseados em vitrocerâmicas MO transparentes contendo nanocristais de perovskitas do tipo A+3X3+O3 derivadas de íons terras raras é um desafio. As perovskitas TbAlO3, DyAlO3 e HoAlO3 serão preparadas a partir da síntese no estado sólido e posteriormente serão inseridas na matriz vítrea de borogermanato. Os vidros e vitrocerâmicas serão preparados pelo método convencional de fusão seguido de choque térmico. Como etapa final, pretende-se fabricar preformas e fibras MO do tipo multimodo. As propriedades térmicas, estruturais, morfológicas, espectroscópicas e ópticas dos vidros e vitrocerâmicas serão estudadas via Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e pelas Espectroscopias Raman, UV-Vis-NIR, M-Lines e Luminescência, respectivamente. A investigação das propriedades MO dos materiais vítreos serão realizadas a partir das medidas dos ângulos (¸) de rotação de Faraday e pelos cálculos dos valores de VB na região do visível e NIR (em 532, 632, 980, 1330 e 1550 nm). As fibras MO serão caracterizadas morfologicamente via Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e as medidas de atenuação do sinal óptico serão obtidas pelo método "Cut-back". A magnitude do efeito MO destes materiais será avaliada a partir dos valores de VB. Em termos de aplicações, os materiais com os maiores valores de VB serão selecionados para o desenvolvimento de sensores MO voltados para a detecção de campos magnéticos e correntes elétricas em transformadores ou máquinas elétricas. (AU)