Caracterização e estudo das propriedades ópticas de íons de Neodímio em uma matriz vítrea à base de óxidos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

O material hospedeiro, proposto nesta pesquisa, para os íons de Neodímio foi a matriz vítrea SNPZ (40SiO2 . 30Na2CO3 . 20PbO . 10ZnO (mol%)) dopada com XNd2O3 (%wt), onde X = 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9. Os espectros de absorção óptica da matriz vítreas SNPZ dopada com íons Nd3+ apresentaram bandas de absorção óptica (AO) centradas em torno de 431, 474, 514, 530, 586, 630, 685, 739, 804, 876 e 1598 nm, obtidos á temperatura ambiente. Já os espectros de fotoluminescência (PL) apresentaram bandas centradas em torno de 811, 880, 1060, 1330 nm, obtidos, também, à temperatura ambiente, utilizando a linha de excitação de 514,5 nm (19436 cm-1) de um laser de argônio, para bombeio de elétrons do estado 4I9/2 para 4G9/2 + 4G7/2 + 2K13/2 de íons de Neodímio inseridos na matriz vítrea SNPZ, em que ocorreu um decaimento não radiativo até o estado 4F3/2. A diferença de energia dos estados intermediários entre 4G9/2 + 4G7/2 + 2K13/2 e 4F3/2 é da ordem da energia correspondente aos modos de vibração da matriz vítrea SNPZ, que são de 421, 515 e 851 cm-1 conforme os espectros Raman, obtidos à temperatura ambiente. Para obter os parâmetros espectroscópicos utilizou-se os cálculos da Teoria de Judd-Ofelt, em que se apresentou uma máxima eficiência quântica de 97,8 % na matriz vítrea SNPZ dopada com 0,7 Nd2O3 (%wt), correspondente a 9,490 x 1019 íons/cm3 e para essa dopagem verificou-se um tempo de vida experimental de 302 s para o estado 4F3/2. Diante disso, pode-se concluir que a matriz vítrea SNPZ possibilita ser um hospedeiro ideal para os íons de Neodímio em relação aos demais materiais. Neste trabalho de pesquisa verificou-se que o comprimento de migração do fóton é máximo para a matriz vítrea SNPZ dopada com 1,1 Nd2O3 (%wt), correspondente a 1,22 x 1020 íons/cm3. Enfim, pelo fato do íon de Nd3+ apresentar emissão e absorção em torno de 880 nm pode-se utilizar a matriz vítrea SNPZ dopada com íons de Nd3+ como amplificador óptico. Podendo concluir que existe uma distância critica que favorece a difusão de fótons, uma vez que a concentração está relacionada com distância entre íons.

ASSUNTO(S)

estado vítreo new materials novos materiais fisica glass state espectroscopia óptica microluminescência optic spectroscopy microluminescence

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