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Título : Estudo das propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0.5(Bi1-xSmx)0.5TiO3
Autor : Volpi, Fernando Marin
Orientador(es):: Silva, Sebastião William da
Assunto:: Raio X - difração
Espectroscopia de Raman
Fotoluminescência
Íons
Fecha de publicación : 18-jun-2019
Citación : VOLPI, Fernando Marin. Estudo das propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0.5(Bi1-xSmx)0.5TiO3. 2018. 51 f., il. Dissertação (Mestrado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumen : Neste trabalho, os efeitos da variação do teor de íons de Sm3+ sobre as propriedades estruturais e ópticas do sistema multifuncional Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (NBT e NBTSmx) foram investigadas por Difração de Raios-X, Absorção Óptica na região Ultravioleta-Visível (UV-Vis), Espectroscopia Raman e Espectroscopia de Fotoluminescência (PL). As amostras Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (x = 0,000, 0,005, 0,010, 0,015 e 0,020) foram sintetizadas pelo método de reação de estado sólido e, posteriormente, tratadas termicamente. O método de Rietveld foi utilizado para refinar os dados de DRX. Os resultados desses refinamentos indicaram que as amostras NBT pura e dopadas com Sm3+ (NBTSmx) apresentaram a coexistência das fases romboédrica (R3c) e tetragonal (𝑃4𝑏𝑚) em diferentes proporções, as quais são dependentes do teor de Sm3+. Os dados de UV-Vis revelaram que o band gap óptico das amostras de NBTSmx decresce sistematicamente com o aumento de teor de Sm3+, evidenciando assim a substituição dos íons de Bi3+ por íons de Sm3+. Em complemento, foi verificado por espectroscopia Raman, que a substituição dos íons de Bi3+ por íons de Sm3+ leva ao encurtamento das ligações Na/Bi-O. Foi demostrado que esse comportamento é responsável pelo aumento da simetria local do octaedro TiO6 e pelo consequente decréscimo da relação entre as fases romboédrica/tetragonal, como observado por DRX. Os resultados de medidas PL revelam a emissão de fotoluminescência típicas das transições entre os estados 4G5/2 → 6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2, 11/2, 13/2) do íon de Sm3+. Além do mais, foi constatada a presença de processos de recombinação não radiativos, e que esses são dependentes tanto da intensidade de excitação quanto do teor de Sm3+.
Abstract: In this work, the effects of the Sm3+ ion content on the structural and optical properties of the Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (NBT and NBTSmx) multifunctional system were investigated by X-ray Diffraction (XRD), Optical Absorption in Ultraviolet-Visible (UV-Vis) region, Raman Spectroscopy and Photoluminescence Spectroscopy (PL). The samples Na0,5(Bi1-xSmx)0,5TiO3 (x = 0,000, 0,005, 0,010, 0,015 and 0,020) were synthesized by the solid-state reaction method and, subsequently, heat treated. The Rietveld method was used to refine the XRD data. The results of these refinements indicated that the pure NBT and the Sm3+ doped samples (NBTSmx) showed the coexistence of the rhombohedral (R3c) and tetragonal (P4bm) phases in different proportions, which are Sm3+ dependent. The UV-Vis data revealed that the optical band gap of the NBTSmx samples decreases systematically with increasing Sm3+ content, thus evidencing the substitution of the Bi3+ ions by Sm3+. In addition, it was verified by Raman spectroscopy that the substitution of Bi3+ ions by Sm3+ ions leads to shortening of Na/Bi-O bonds. It was demonstrated that this behavior is responsible for the increase of the local symmetry of the TiO6 octahedron and consequent decrease of the relation between the rhombohedral / tetragonal phases, as observed by XRD. The results of PL measurements reveal the emission of photoluminescence typical of the transitions between the 4G5/2 → 6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2, 11/2, 13/2) states of the Sm3+ ion. Furthermore, the presence of non-radiative recombination processes was found to be dependent on both excitation intensity and Sm3+ content.
metadata.dc.description.unidade: Instituto de Física (IF)
Descripción : Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.
metadata.dc.description.ppg: Programa de Pós-Graduação em Física
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Agência financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece en las colecciones: Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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