Efeitos fotoinduzidos em vidros e filmes de fosfato de antimônio dopado com chumbo e fosfato de antimônio dopado com cromo
[thesis]
Sandra Tessutti Dias
pela orientação, apoio, amizade, ensinamentos. Agradeço pela paciência em me ajudar, principalmente nos momentos que estava perdida e também pelo incentivo. Ao Prof. Dr. Antônio Ricardo Zanatta, pela colaboração, amizade e ajuda. Ao Prof. Dr. Zílio, por permitir o uso de equipamentos do laboratório. Ao Prof. Dr. Cleber e Lino. Ao Prof. Dr. Roberto Mendonça Faria e técnicos de nível superior Felipe Pavinatto e Débora Teresia Balogh do grupo de Polímeros, por permitirem o uso do perfilômetro para
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... medidas. Ao técnico de nível superior José Fernando de Lima por fazer as medidas de EPR. Ao secretário do grupo de Fotônica Daniel Foschini Ferreira. À antiga secretária do grupo Mariana Rodrigues pela amizade e ajuda. Ao técnico do grupo de Fotônica André Romero, pela amizade, ajuda e apoio, gosto muito de você. Ao Fábio Simões de Vicente e Bruno Simões por fornecer as amostras para o trabalho. Aos funcionários da biblioteca do IFSC, em especial à Maria Neusa de Aguiar Azevedo e Betânia Ortin de Almeida, pela ajuda e simpatia. Aos funcionários da Pós-Graduação: Victor Luiz Barioto, Silvio César Athayde, e Gracielli Pepe. À colega de laboratório, Alessandra Carla Mendes, uma ótima pessoa e competente. Aos colegas do grupo de Fotônica. Aos colegas do grupo de Filmes Finos. Aos amigos do IFSC em especial: Alexandre, Mike, Washington e Dirceu. Vocês me proporcionaram momentos alegres e divertidos, além de ajuda. À um super, melhor amigo, José Ricardo Melges Bortolin, o Zééé, pela amizade, companheirismo. Adoro você Zé! À uma pessoa maravilhosa e muito especial, grande amigo para sempre, Daniel Tagliaferro. Obrigada por todo apoio e carinho. A um grande companheiro, iluminado, amigo: Paulo Henrique, o -P‖. Obrigada por estar ao meu lado, pela ajuda, compreensão, por aguentar meu gênio ruim, pelos dias e noites que ficou ao meu lado enquanto eu escrevia este trabalho. Você marcou minha vida para sempre. Jamais te esquecerei! Amo você! As minhas amigas queridas muito especiais, Tharcila, Carol e Sheilinha. Agradeço por todo carinho e anos (mais de uma década) de amizade. Mesmo longe, vocês moram no meu coração. Amo vocês. A uma pessoa incrível, amiga, carinhosa, sincera, fiel, iluminada, e mais diversos adjetivos: Leiliane. Você me ajudou muito na vida como ser mais flexível e amorosa. Obrigada pela amizade, companheirismo, compreensão e muito mais. Perto ou longe, sempre vou estar disponível para você. Amo você muito, minha irmã postiça! A minha mãe, pai, vózinha e Gabi, a melhor família do mundo! Obrigada pelo apoio, suporte, dedicação, educação, ensinamentos e muito carinho que me proporcionaram, além de muitas outras coisas. Sem vocês nunca chegaria aonde eu cheguei. Devo tudo a vocês. Mamãe, sempre zelosa, amiga e maravilhosa, além de melhor mãe do mundo e amorosa. Papai compreensivo e adorável. Irmã Gabi, a melhor do mundo, minha melhor amiga, melhor pessoa que conheci na minha vida, super inteligente, competente, linda e muito amável. Vovó Ziza, a melhor vó que existe no universo, muito carinhosa e amorosa, perfeita, melhor cozinheira do planeta, ótima jogadora de buraco e pessoa incrivelmente humana e boa! Amo a todos vocês! À Deus, por absolutamente tudo! "DAS UTOPIAS Se as coisas são inatingíveis... ora! Não é motivo para não querê-las... Que tristes os caminhos, se não fora A presença distante das estrelas!" Mário Quintana RESUMO TESSUTTI, S. D. Efeitos fotoinduzidos em vidros e filmes de fosfato de antimônio dopado com chumbo e fosfato de antimônio dopado com cromo. 2010. 84 p. Dissertação O presente trabalho tem como objetivo estudar propriedades ópticas e estruturais de vidros e filmes de fosfato de antimônio dopados. Os vidros foram produzidos pela fusão a 900 °C, em cadinhos de carbono vítreo, dos precursores [Sb(PO 3 ) 3 ] n + Sb 2 O 3 utilizando como dopantes o PbO e Cr 2 O 3 , sendo em seguida vertidos e resfriados rapidamente em moldes de aço inox. As composições vítreas em questão são: 20% [Sb(PO 3 ) 3 ] n -77% Sb 2 O 3 -3%PbO, 20 %[Sb(PO 3 ) 3 ] n -77% Sb 2 O 3 -3%Cr 2 O 3 e 20 %[Sb(PO 3 ) 3 ] n -74% Sb 2 O 3 -6%Cr 2 O 3 (mol%). A caracterização das amostras teve início com medidas de EDX para micro -análise composicional. Em seguida para os vidros na forma de bulk foram medidos os espectros de absorção e luminescência. As medidas de luminescência foram realizadas utilizando-se o laser de Kr + nas linhas MLUV (350 nm) e MLVI (41 5nm). Medidas de EPR foram realizadas para os vidros dopados com Cr por estes possuírem elétrons desemparelhados. Os filmes finos foram depositados em substratos de soda lime pela técnica de evaporação de feixe de elétrons. A partir do espectro de absorção, o valor do bandgap (por volta de 3 eV) foi calculado, verificando que a melhor fonte para irradiação das amostras era o laser de Kr + em MLUV. Apenas filmes de [Sb(PO 3 ) 3 ] n : 3% Pb 2+ apresentaram efeito fotoestrutural. Com isso um estudo variando parâmetros, como tempo de irradiação, densidade de potência e espessura dos filmes, foi realizado a fim de observar a otimização do efeito. Acompanhado das variações fotoestruturais, ocorreram variações fotocrômicas, no caso fotoclareamento, as quais se caracterizaram por um deslocamento da borda de absorção para maiores energias, observado nos espectros de absorção das áreas irradiadas. Com os resultados observados do estudo e caracterização das amostras, algumas aplicações tecnológicas foram discutidas, como no caso dos efeitos observados nos filmes que podem ser utilizados para gravação de redes de difração. Palavras-chave: Luminescência, fotoexpansão, fotoclareamento, vidros fosfato de antimônio, filmes finos. ABSTRACT TESSUTTI, S. D. Photoinduced effects in glasses and films of lead doped antimony phosphate and chromium doped antimony phosphate. 2010. 84 p. Dissertation (Master) -The present work is about the study of the optical and structure properties of doped antimony phosphate glasses and thin films. The glasses were produced by the melting of precursors [Sb(PO 3 ) 3 ] n + Sb 2 O 3 using PbO and Cr 2 O 3 as dopant at 900 °C in vitreous carbon crucibles, then poured and quickly cooled into steel molds. The vitreous composition are: 20% [Sb(PO 3 ) 3 ] n -77% Sb 2 O 3 -3%PbO, 20 %[Sb(PO 3 ) 3 ] n -77% Sb 2 O 3 -3%Cr 2 O 3 e 20 %[Sb(PO 3 ) 3 ] n -74% Sb 2 O 3 -6%Cr 2 O 3 (mol%). The samples characterization started with EDX measurements for compositional microanalysis. Then for the glasses in bulk's form the absorption and luminescence spectra were measured. The luminescence measurements were done using MLUV (350 nm) and MLVI (415 nm) of a Kr + laser. EPR measurements were taken for the Cr doped glasses because they present unpaired electrons. The thin films were deposited on soda lime substrates by the electron beam evaporation technique. From absorption spectra, the bandgap value around 3 eV was evaluated, noting that the best irradiation source of the samples was using a MLUV of a Kr + laser. Only [Sb(PO 3 ) 3 ] n : 3% Pb 2+ films presented photostructural effects. Therefore a systematic study varying several parameters, like irradiation time, power density and film thickness was conducted to observe the effect optimization. Following the photostructural variation, occurred photocchromic effects, in this case, photobleaching effects, which were characterized by a displacement of absorption edge to lower energies, observed in the absorption spectra of the irradiated areas. With the observed results from the study and characterization of the samples, some technologies applications were discussed, like in the case of the observed films effects that can be used for recording diffraction gratings.
doi:10.11606/d.88.2010.tde-10032010-154039
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