Dissertação

{pt_PT=Influence of the structural incorporation of Er and Tb in different titania matrices on their photoluminescence properties} {} EVALUATED

{pt=Amostras de titânia e de titânia dopada com terras raras foram preparadas pelo processo sol-gel. Óxidos de érbio ou térbio foram incorporados em três concentrações diferentes: 1 mol%, 3 mol% e 5 mol%. As amostras foram então submetidas a diferentes tratamentos térmicos para estudar o processo de cristalização. Os resultados de análise térmica mostraram um aumento da temperatura de cristalização com o aumento da concentração de dopantes. Os difratogramas da titânia não dopada indicam a existência de uma fase amorfa a 300 ºC, e da presença da fase anatase a 350 ºC e da fase rutilo a 500 ºC. A dopagem com óxido de érbio ou de térbio produziu uma notável estabilização da fase anatase, uma vez que a temperatura de transformação anatase-rutilo ocorre agora para 1050 ºC. Para as amostras com maior concentração de dopantes, a formação de anatase e de rutilo é acompanhada pela formação de uma fase de pirocloro, Tb2Ti2O7 / Er2Ti2O7. A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier revelou a presença de grupos OH a ~ 3500 cm-1 e a ~ 1600 cm-1, na fase amorfa, que resultam na ausência de fotoluminescência das amostras dopadas com érbio. Os resultados de upconversion, das amostras de titânia cristalina dopadas com érbio, revelaram um aumento de intensidade na emissão no vermelho quando comparado com a emissão no verde, para maiores concentrações de dopagem, especialmente para a matriz anatase. Para as amostras dopadas com térbio, os espectros de emissão produziram uma emissão muito mais intensa para a matriz amorfa., en=Rare-earth doped titania bulk samples have been prepared by sol–gel processing. Erbium or Terbium oxides were incorporated in three different concentrations: 1 mol%, 3 mol% and 5 mol%. The samples were then subjected to different heat treatments to study the crystallization process. Thermal analysis results showed an increase in the crystallization temperature with increasing doping concentration. The diffractograms of the undoped titania samples indicate the presence of an amorphous phase at 300 ºC, the anatase phase at 350 ºC and the rutile phase at 500 ºC. Erbium or Terbium oxide doping yielded a remarkable stabilization of the anatase phase, since the rutile phase transformation temperature now occurs at 1050 ºC. For the higher doped samples, anatase and rutile crystallization is also accompanied by the formation of a pyrochlore phase, Tb2Ti2O7/Er2Ti2O7. FTIR spectroscopy revealed the presence of OH groups at ~ 3500 cm-1 and ~ 1600 cm-1, in the amorphous phase, which led to a quenching effect and a strong reduction of the photoluminescence of the erbium-doped samples. The upconversion results of erbium doped crystalline titania samples showed an increase in the red emission when compared to the green emission, for higher doping concentrations, especially for the anatase matrix. For the terbium doped samples, the emission spectra yielded a much stronger emission in the amorphous matrix.}
{pt=Sol-Gel, Fotoluminescência, Matriz de titânia, Emissão no verde/vermelho, Quenching, Lantanídeos, en=Sol-Gel, Photoluminescence, Titania matrix, Green/red emission, Quenching, Lanthanides}

Dezembro 5, 2018, 10:30

Orientação

ORIENTADOR

Rui Manuel Amaral de Almeida

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Luís Filipe Da Silva dos Santos

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar