Estudo comparativo das propriedades óticas e estruturais de nanopartículas de (LaLi)TiO3:Ln3+ (Ln=Eu,Tb) obtido por processo químico

Resumo

As eletrocerâmicas são utilizadas em muitas aplicações, tais como: capacitor de multicamadas, transdutores, sensor piroelétrico e dispositivos eletroópticos. Nos últimos anos, tem havido uma crescente demanda por eletrocerâmicas de melhor desempenho e funcionalidade. Esta demanda tem acelerado o desenvolvimento de técnicas de síntese para produzir pós com partículas bem definidas em tamanho, forma e cristalinidade. Dentre as técnicas utilizadas até o momento, o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel têm sido considerados ideais para a preparação destas partículas. Porém, apesar dos recentes avanços, muitos aspectos ainda podem ser melhorados para obtenção de titanatos com propriedades físico-químicas otimizadas. Além do método de síntese, as propriedades dos materiais podem ser melhoradas pela inserção de dopantes, apesar de a inserção de dopantes ser um caminho incerto, pois a escolha do sítio de substituição, efeitos indesejáveis como o comprometimento da densificação e geração de fases secundárias podem ocorrer paralelamente à melhora de outros parâmetros. No entanto, os mecanismos de atuação dos dopantes assim como o efeito dos mesmos sobre as propriedades não são ainda entendidos. Além disso, diferentes concentrações de dopantes têm efeitos diferentes, pois envolve distorções na estrutura devido à diferença de raio iônico e carga, bem como na estrutura eletrônica do material, devido à diferença de eletronegatividade entre dopante e os constituintes da matriz. Neste aspecto propõe-se investigar o efeito da variação da concentração de európio e térbio sobre as propriedades dos titanatos, pois a dopagem do LaLiTiO3 com Eu3+ e Tb3+ indica que os mesmos podem ocupar diferentes sítios na estrutura cristalina, como no caso do LiTaO3. Os efeitos de alguns aspectos como ocupação de sítios, estabilidade de fases e temperatura de formação já foram previamente investigados pelo grupo, o que motivou a formulação deste projeto. No entanto, como o emprego de cerâmicas em dispositivos eletrônicos exige um alto rendimento, ou seja, eficiência e reprodutibilidade, propomos estudar o sistema LaLiTiO3 na forma de pós. Nossa proposta visa introduzir Eu3+ e Tb3+ no LaLiTiO3 e estudar as propriedades estruturais e ópticas dos pós obtidos pelos métodos Pechini e Sol-Gel, bem como correlacionar tais estudos com as propriedades elétricas do material, principalmente a constante dielétrica. Os materiais produzidos serão caracterizados quanto a sua cristalinidade e morfologia por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. Para a caracterização das propriedades óticas serão utilizadas espectroscopia de reflectância difusa e espectroscopia de fotoluminescência, além de medidas de capacitância/perda dielétrica para obtenção das propriedades elétricas.