Vidros dopados e co-dopados com Yb3+, Er3+ e Nd3+ para termometria óptica - TORQUATO, Francisco Alisson da Silva (2021)
A termometria óptica baseada em níveis termicamente acoplados é uma técnica vantajosa se comparada ao uso de sensores térmicos de contato, sujeitos a forte interferência de cam-pos eletromagnéticos, bem como de pirômetros, que demonstram forte dependência da emissi-vidade do corpo em análise. Neste contexto, a atual dissertação estudou o desempenho de três vidros como sensores ópticos de temperatura utilizando a técnica de razão de intensidade da luminescência (RIL), sendo um deles codopados com Nd3+/Ce3+, outro com nanopartículas (NPs) de prata e érbio e o último com Er3+/Yb3+. As técnicas de caracterização utilizadas foram espectroscopia de fluorescência em função da temperatura, difratometria de raio-x, espectros-copia de absorção no UV-Vis e microscopia eletrônica de transmissão. Em vidros de zinco teluretos codopados com Er3+ e NPs de prata, nós confirmamos a presença de nanopartículas de Ag com tamanho médio de 12 nm ± 4 nm que contribuíram com o aumento significativo das emissões em todo espectro visível sob concentração de 1% em mol de AgCl. O aumento do campo local e da transferência de energia não-radiativa entre as NPs de Ag e o Er3+ são as principais justificativas para o aumento da luminescência. Neste caso, constatamos que as NPs de Ag elevaram a sensibilidade térmica absoluta (SA) máxima de 1,9410-3 K-1 para 2,7910-3 K-1 em 446 K. Já em vidros de tungstênio sódio fosfato codopados com Er3+/Yb3+, o aumento da concentração de PbF2 elevou a sensibilidade térmica relativa (SR) de 779,2/T2 (Amostra com 10% em mol de PbF2) para 1053,4/T2 (Amostra com 50% em mol de PbF2). Além disso, mais PbF2 levou a aumento contínuo da SA no intervalo de temperatura estudado. Isto porque o aumento de PbF2 reduziu o decaimento multifônon em direção ao nível 4F9/2 e favoreceu o aco-plamento térmico na amostra com 50% em mol de PbF2. Por fim, em análise comparativa entre uma vitrocerâmica de aluminosilicato e seu vidro precursor codopados com Ce3+/Nd3+, verifi-camos que RIL entre as transições 4F7/24I9/2 e 4F5/24I9/2 gera SR=1331/T2 na amostra vítrea. Adicionalmente, ao analisar as emissões do Nd3+ entre 850 nm-1500 nm em função da tempe-ratura, constatamos o surgimento de uma emissão em 1200 nm (4F5/2  4I13/2), entendido a partir do acoplamento térmico entre os níveis 4F5/2 e 4F3/2. Usando a RIL entre 4F5/2  4I13/2 e 4F3/2  4I11/2, alcançamos uma SA=3,110-4 K-1 em 450,15 K e uma SR = 1496,3/T2 na vitroce-râmica. Portanto, as três classes de vidro são candidatos promissores para a confecção de sen-sores térmicos com suas respectivas mudanças de composição química e tratamento térmico.