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Document Type: Tese
Title: Estudo estrutural e óptico do CaF2, SrF2 e LiCaAlF6 produzidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas
Authors: Bezerra, Claudiane dos Santos
Issue Date: 11-Nov-2016
Advisor: Valério, Mário Ernesto Giroldo
Resumo : Neste trabalho, CaF2, SrF2 e LiCaAlF6 puros e dopados com terras raras foram produzidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, o qual é um método promissor para produzir pós nanoestruturados de uma forma simples, com baixo custo e rápida. As amostras foram produzidas com e sem agente quelante e sintetizadas em baixa temperatura, sob pressão e curto período de tempo. As fases cristalinas das amostras foram identificadas por Difração de Raios X (DRX) e a morfologia das partículas determinada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As partículas apresentaram morfologias semelhantes para as amostras de CaF2 e SrF2 produzidas com e sem o uso do agente quelante. Enquanto que as amostras de LiCaAlF6 apresentaram uma morfologia diferente ao adicionar agente quelante. O estudo da composição química do CaF2 foi realizado por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e os resultados indicaram a presença de uma quantidade razoável de grupos OH e íons de oxigênio na amostra produzida com agente quelante. Os estudos ópticos foram conduzidos por meio dos espectros de emissão e excitação para compreender a estrutura de bandas e determinar o band gap dos materiais. Os espectros de emissão mostraram que o CaF2 e o SrF2 apresentam luminescência intrínseca com uma banda em aproximadamente 300 nm associada a emissão do éxciton. A absorção fundamental associada ao band gap foi estimada em 11,7 eV para o CaF2, 10,9 eV para o SrF2 e 12,1 para o LiCaAlF6. Os espectros de emissão e excitação foram realizados na linha de luz TGM do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) e os resultados mostraram evidências de que a energia de formação do éxciton e a energia do band gap são menores do que para o monocristal.
Abstract: In this work, CaF2, SrF2 and LiCaAlF6 pure and doped with rare earths were produced by microwave-assisted hydrothermal synthesis, which is a promising method to produce nanostructured powders in a simple, low cost and fast way. The samples were produced with or without using chelating agent and synthesized at low temperature, under pressure and a short time period. The crystalline phases of the samples were identified by X-ray diffraction (XRD) and the morphology of the particles was determined by scanning electron microscopy (SEM). The particles present similar morphology to CaF2 and SrF2 samples produced with and without using chelating agent. While the LiCaAlF6 samples presented a different morphology when produced with EDTA. The study of the chemical composition of CaF2 was performed by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and the results indicated the presence of reasonable amounts of hydroxyl groups and oxygen ions in the samples produced with chelating agent. Optical study was conducted by emission and excitation spectra to understand the band structure and to determine the band gap of the materials. The emission spectrum showed that the CaF2 and SrF2 presents an intrinsic luminescence with an band at approximately 300 nm associated with the exciton emission. The fundamental absorption associated to the band gap was estimated at 11.7 eV for CaF2, 10.9 eV for SrF2 and 12.1 eV for LiCaAlF6. The emission and excitation spectra were measured in the Toroidal Grating Monochromator (TGM) beamline of the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) and the results shown evidences that the formation energy of the exciton and band gap energy are smaller than the ones for the single crystal.
Keywords: Física
Fluoreto de Cálcio
Fluoreto de estrôncio
Compostos de lítio
Método hidrotermal
Alteração hidrotermal
Microondas
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Sponsorship: Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Country: Brasil
Publisher / Institution : Universidade Federal de Sergipe
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Física
Citation: BEZERRA, Claudiane dos Santos. Estudo estrutural e óptico do CaF2, SrF2 e LiCaAlF6 produzidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas. 2016. 88 f. Tese (Pós-Graduação em Física) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2016.
Rights: Acesso Aberto
URI: https://ri.ufs.br/handle/riufs/5266
Appears in Collections:Doutorado em Física

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