Respuesta óptica de materiales hibridos dopados con Ce(III) y Eu(II) sintetizados mediante procesado Sol-Gel
Optical response of Ce(III) and Eu(II) doped hybrid materials synthesised by Sol-Gel processing

E. Cordoncillo, J. Carda, H. Beltrán, F. J. Guaita, A. Barrio, P. Escribano, B. Viana, C. Sanchez
2000 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio  
La preparación de materiales por métodos sol-gel para su aplicación en el campo de la óptica es un área de gran interés por sus implicaciones tecnológicas (1,2). Los procesos sol-gel ofrecen una serie de ventajas frente a los métodos tradicionales cerámicos ya que, generalmente, permiten un mejor control de la estructura y microestructura de los sistemas, consiguiéndose materiales de alta pureza sin tener que alcanzar altas temperaturas, lo que conlleva a su uso en nuevas aplicaciones, al
more » ... mado en forma de películas finas, capas, monolitos, fibras, etc. (2-4). Las características del procesado sol-gel: precursores metalorgánicos, disolventes orgánicos y bajas temperaturas de síntesis, permiten la introducción de moléculas orgánicas en una red inorgánica en un gran intervalo de composiciones, obteniéndose materiales híbridos extremadamente versátiles en IntroductIon The preparation of materials via sol-gel for their application in the optics field is a very interesting area due to its technological implications (1,2). Sol-gel processes offer a series of advantages when compared to the traditional ceramic methods, as they usually allow a better control of the structure and microstructure of the systems. Thus obtaining very pure materials with no need for high temperatures, which leads to their use in new applications, the conforming of thin films, coats, monoliths, fibres, and so on (2-4). The sol-gel method (metal-organic precursors, organic solvents, and low synthesis temperatures) allows the introduction of organic molecules within an inorganic network in a wide range of compositions. In this way, hybrid materials with very versatile compositions are obtained, providing the possibility of modulating their optical, electrical, and magnetic properties among others (5-8). En este trabajo se aborda la preparación de dos matrices híbridas orgánico-inorgánicas por vía sol-gel, a partir de mezclas de alquilalcoxisilanos Si(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 3 (MTEOS)-SiH(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 2 (MDES), sistema A, y SiH(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 2 (MDES)-SiH(OCH 2 CH 3 ) 3 (TREOS), sistema B, en presencia de n-propóxido de circonio. Se efectúa una variación del sistema A por adición de acetilacetona, sistema A-acac. Las matrices se caracterizan por espectroscopia infrarroja, resonancia magnética nuclear (RMN-MAS) y análisis químico. Se estudian las características ópticas de los materiales obtenidos. Las matrices A-acac y B se dopan con una sal de Eu(III) y las matrices A y B con una sal de Ce(IV). Los estudios de absorción y emisión indican la presencia de Eu(II) y Ce(III), es decir estos estados de oxidación se han generado in situ a temperatura ambiente en los sistemas estudiados, debido a la presencia de hidrógeno generado procedente de la rotura de los enlaces Si-H catalizada por la presencia de n-propóxido de circonio. Dependiendo del método de síntesis, los materiales híbridos resultantes pueden constituirse en forma de monolitos, películas, fibras, etc. transparentes en el intervalo UV-visible. Tanto las matrices sin dopar con las dopadas con iones de tierras raras exhiben una fuerte emisión azul. Palabras clave: sol-gel, materiales híbridos, tierras raras, luminiscencia This study deals with the preparation of two hybrid organic-inorganic matrices via sol-gel, starting from alkylalkoxisilanes Si(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 3 (MTEOS)-SiH(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 2 (MDES), A system, and SiH(CH 3 )(OCH 2 CH 3 ) 2 (MDES) SiH(OCH 2 CH 3 ) 3 (TREOS), B system, together with zirconium n-propoxide. Another type-A is carried out by adding acetylacetone, A-acac system. The matrices are characterised by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR-MAS), and chemical analysis. Optical characteristics of the matrices have been studied. A-acac and B matrices are doped with an Eu(III) salt, and A and B matrices are doped with a Ce(IV) salt. Absorption and emission studies show the presence of Eu(II) and Ce(III). The transition metal alkoxide that catalysed cleavage of the Si-H bonds was used to reduce in situ at room temperature, the rare earth cations. Depending on chemical strategy, the resulting hybrid materials can be processed as transparent bulks or coatings which exhibit a good transparency in the UV-visible domain. Both the undoped and the rare earth doped matrices exhibit a strong blue emission.
doi:10.3989/cyv.2000.v39.i1.879 fatcat:kd4a7agqwfbu3jfdqym2xwe5ga