Estudo de vidros de teluritos contendo Sb2O3 para obtenção de nanopartículas de cobre com aplicação em fotônica - Machado, Tamires Martinhão (2018)
Vidros transparentes do sistema vítreo 0.95TeO2-(0.05-x)Sb2O3–xCuO contendo nanopartículas de cobre foi preparado com sucesso pelo método convencional de fusão – resfriamento dos materiais precursores, utilizando a rota redox do óxido de antimônio. Esta técnica de preparação de vidros permite a produção de nanopartículas metálicas durante a fusão dos materiais, através da reação de oxidação Sb3+ → Sb5+ + 2e-, que permite a redução de íons metálicos. A investigação estrutural foi realizada por calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia UV-visível evidenciaram a formação de clusters de nanopartículas de cobre cúbicas, distribuídas aleatoriamente em meio a matriz vítrea. A eficácia dos efeitos plasmônicos das nanopartículas de cobre promoveu a intensificação da fluorescência dos íons érbio. A interação da radiação excitante e amostra levou ao processo de excitação térmica, promovendo o aumento da população de níveis de energia específicos dos íons érbio, com consequente resposta óptica, evidenciada pela estrutura vibrônica presente no espectro de fluorescência dos vidros de teluritos contendo nanopartículas de cobre dopados com íons érbio. Além disso, os efeitos plasmônicos das nanopartículas de cobre na intensificação das emissões no infravermelho e conversão ascendente nos vidros de teluritos co-dopados com íons Yb3+/Ce3+/Er3+ sob excitação em 980 nm também foram investigados. As contribuições dos íons Yb3+ e Ce3+ também foram discutidas. A eficiência da ressonância do plasmon de superfície localizado (LSPR) das nanopartículas de cobre promoveu um melhoramento de cerca de 47% da emissão em 1550 nm dos íons Er3+. Além disso, o tempo de decaimento da transição Er3+: 4I13/2 → 4I15/2 aumentou em cerca de 50% na amostra contendo nanopartículas de cobre. Finalmente, os vidros de teluritos contendo nanopartículas de cobre apresentaram resultados interessantes quando utilizados como substratos para obtenção de espectros Raman intensificados por superfície (espectros SERS), sendo obtidos satisfatoriamente espectros SERS para soluções de 2,2’-bipiridina 1,0 × 10-5 mol.L-1 e do corante azul do Nilo 1,0 × 10-7 mol.L-1.