Efeitos ópticos e estruturais da variação da concentração do íon dopante Eu(III) na matriz Ba2SiO4 sintetizada via sol-gel

Resumo

Com o progresso da ciência e da tecnologia, a cada ano, torna-se mais frequente o estudo e a aplicação de novos materiais. Um exemplo de aplicação destes novos materiais são os dispositivos luminescentes LED (Light Emitting Diode) e OLED (Organic Light Emitter Diode). Matrizes inorgânicas a base de silicatos sintetizados via sol-gel e ativadas com íons terras raras (grupo dos Lantanídeos incluso Escândio e Ítrio), em especial o Eu(III), apresentam potencial aplicação na preparação de materiais luminescentes utilizáveis na elaboração de eletrodos modificados, na fabricação de lasers ou diretamente como marcadores luminescentes. Os elementos terras raras são constantemente investigados devido à suas propriedades luminescentes relacionadas à existência de inúmeros níveis metaestáveis que levam a transições radiativas desde o ultravioleta até a região do infravermelho próximo. Nos terras raras trivalentes, como o Eu(III), a emissão de luz se dá devido às transições ópticas internas, que ocorrem entre subníveis f. A aplicação de íons terras raras geralmente está associada a sua habilidade de substituir cátions com propriedades semelhantes em matrizes inorgânicas como silicatos. Os silicatos são grupos de compostos inorgânicos a base de Silício e Oxigênio que podem ser classificados segundo a forma de como os tetraedros de SiO44- se ligam entre si formando uma rede cristalina que pode ser deformada devido a presença de um íon dopante como por exemplo o Eu(III). Os silicatos mais simples, os ortossilicatos, são construídos como unidades tetraédricas de SiO44- isoladas e a neutralidade elétrica é fornecida por cátions regularmente espaçados ao longo da cadeia. A síntese de um luminóforo a base de silicatos, como o Ba2SiO4:Eu(III), pode ser realizada pela via sol-gel, um processo muito aplicado para a sínteses à baixas temperaturas de materiais com propriedades ópticas. O processo sol-gel apresenta grande importância em várias áreas do conhecimento, pois permite a obtenção de uma série de materiais tais como fibras, filmes finos e vidros. No presente trabalho, tem-se como objetivo investigar as propriedades ópticas de silicatos dopados com Eu(III) em diferentes porcentagens sintetizados via sol-gel a partir de acetato de bário e TEOS (tetraetoxisilano) ativado com Eu(III) variando-se as condições da síntese, tais como catalisador e temperatura, e estudar o efeito da temperatura de calcinação do xerogel obtido. Visa-se a investigação das características estruturais do sistema (sítios ocupados pelo Eu(III) na matriz de silicato) e o monitoramento de possíveis propriedades surgidas no processo de dopagem para possíveis aplicações em materiais com propriedades específicas.(AU)