Crescimento, caracterizações e estudo de nanocristais de ZnTe e Zn1-xMnxTe em matrizes vítreas

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/06/2012

RESUMO

Nanocristais (NCs) de ZnTe e Zn1-xMnxTe foram crescidos, com sucesso, no sistema vítreo PZABP (P2O5 - ZnO - Al2O3 - BaO - PbO), dopado com os precursores Te e Mn, ao submetê-lo a tratamentos térmicos apropriados. A matriz vítrea PZABP com composição nominal 65P2O5 .14ZnO . 1Al2O3 . 10BaO . 10PbO (mol%) é transparente na faixa do ultravioleta próximo (gap óptico = 275nm). Esta matriz vítrea PZABP, tanto não dopada como dopada com os precursores dos nanocristais de ZnTe e Zn1-xMnxTe, foi sintetizada pelo método de fusão. A temperatura de transição vítrea (Tg= 432oC) da matriz PZABP foi obtida por análise térmica diferencial (DTA), visando determinar os tratamentos térmicos a 480oC e 450oC, por intervalos de tempos crescentes, que favoreceram a cinética de crescimentos de nanocristais de ZnTe e Zn1-xMnxTe. A formação e a cinética de crescimento de NCs de ZnTe e Zn1-xMnxTe foram investigadas por absorção óptica (AO), fotoluminescência (PL), espectroscopia Raman (ER), microscopia de força atômica/magnética (AFM/MFM), difração de raios-X e ressonância paramagnética eletrônica (RPE). A partir dos espectros de AO, a temperatura ambiente, foi possível observar a formação de dois grupos bem definidos de NCs com diferentes tamanhos médios, um atribuído a pontos quânticos (PQs) e o outro a nanocristais (NCs) sem propriedades de confinamento quântico, denominados de bulk-like. O deslocamento para maiores comprimentos de onda (redshift) da banda de AO dos PQs confirma, claramente, a incorporação de íons de Mn2+ na estrutura dos NCs de ZnTe, em função do aumento da concentração x de Mn. Nos espectros de PL observaram-se emissões provenientes desses dois grupos de NCs, bem como de defeitos profundos (vacâncias de zinco e a centros complexos de oxigênio) e a emissão característica dos íons Mn2+(4T1-6A1) na estrutura eletrônica dos NCs de ZnTe. A partir dos espectros de PL foi possível descrever a dinâmica dos processos de transferência de energia, entre os NCs e defeitos dos sistemas ZnTe e Zn1-xMnxTe, em diferentes temperaturas. Os espectros Raman reforçam as evidências do crescimento de NCs de ZnTe na matriz vítrea PZABP, devido à presença de seus típicos modos vibracionais. As imagens de AFM/MFM, além de concordar com o tamanho médio dos PQs de ZnTe e Zn1- xMnxTe, estimado teoricamente a partir dos espectros de AO, também apresentaram fortes evidências quanto a formação dos NCs de Zn1-xMnxTe na matriz vítrea PZABP. Os resultados de DRX confirmam que a estrutura cúbica, do tipo zincblende, das nanopartículas não é alterada pela incorporação substitucional de íons Mn2+ em NCs de ZnTe. Os espectros de RPE mostram as seis linhas correspondentes aos íons de Mn2+ quando incorporados em dois sítios distintos dos NCs de ZnTe.

ASSUNTO(S)

nanocristais fisica fotoluminescência espectroscopia raman

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