Propriedades fotoluminescentes do 𝑍𝑛2𝑇𝑖𝑂4 dopado com íons divalentes de cobalto - Espinoza, Vicente Agustín Atoche (2019)
Amostras de ortotitanato de zinco (Zn2TiO4) contendo íons de Co2+ como impurezas substitucionais foram preparadas pela técnica de reação do estado sólido utilizando os reagentes óxido de zinco (ZnO), dióxido de titânio (TiO2) e carbonato de cobalto (CoCO3). As amostras obtidas foram caracterizadas com as técnicas de Fluorescência de Raios X, Difração de Raios X, Fotoluminescência e Excitação da Fotoluminescência. Os dados de Difração de Raios X foram ajustados usando o método de Rietveld para o refinamento das estruturas com a determinação das fases presentes e obtenção dos respectivos parâmetros cristalinos. A análise das medidas ópticas usando a Teoria de Campo Cristalino forneceu informações sobre os estados de energia envolvidos nas transições, os parâmetros de energia do sistema ligante-dopante e a simetria cristalográfica do sítio de ocupação dos íons de Cobalto divalentes. Os dados de fotoluminescência indicam que os íons Co2+ provavelmente ocupam apenas um tipo de sítio tetraédrico. A atribuição de transição 4T1(4P) → 4A2(4F) para as bandas com baricentros em 714 nm, 711 e 712 nm para as amostras dopadas com 0,1%, 0,5% e 1% de Co2+, respectivamente, está em concordância com a análise das curvas de decaimento de emissão, uma vez que as transições permitidas têm uma vida radiativa curta de ~10 μs. É possível que os íons de Co2+ ocupem sítios octaédricos no ortotitanato de zinco, visto que os íons de Zn2+ que são substituídos pelo Co2+ encontram-se aleatoriamente distribuídos nos sítios tetraédricos e octaédricos da estrutura espinélio inversa do sistema estudado, porém limitações instrumentais não permitiram a verificação dessa possibilidade. Do nosso conhecimento, este é o primeiro trabalho onde os níveis de energia de Co2+ tetraédrico no ortotitanato de zinco são estudados e os parâmetros de energia são calculados. Os métodos experimentais utilizados permitiram qualificar o sistema como um promissor meio ativo de radiação sintonizável.