Estudo de novas fontes para Lasers e Leds : análise de fluorescência UpConversion da matriz LaNbO4 Co-dopada com os íons terras-raras Tm3+ E Yb3+

Abstract

Atualmente, a área de Telecomunicações apresenta grande demanda por novas fontes emissoras de luz, levando a área da ciência e da engenharia de materiais a direcionar suas ações ao desenvolvimento de novas matrizes com características de interesse a diversos processos e aplicações. Neste contexto os materiais cerâmicos se destacam devido a possibilidade de se modificar suas propriedades físicas e químicas através de seus processos de sintetização ou do uso de dopagem funcional. Dentre as possíveis aplicações destaca-se a utilização de matrizes cerâmicas dopadas com íons terras-raras em processos ópticos e dispositivos como lasers, diodos emissores de luz (LEDs) e processos de fluorescência upconversion. No presente trabalho foi estudado os processos de fluorescência upconversion para uma matriz cerâmica de ortoniobato de lantânio (LNO) co-dopada com os íons terras-raras Yb3+e Tm3+. Os resultados de difração de Raios-X e do refinamento de Rietveld confirmaram a obtenção da fase cerâmica de LNO pura e um estudo comparativo de caráter qualitativo sobre os difratogramas das amostras pura e co-dopadas, evidenciou que não houve formação de fases secundárias. O estudo da fluorescência upconversion sobre a amostra pura não apresentou resultados, porém as amostras co-dopadas apresentaram emissões nas bandas do azul, do vermelho e do infravermelho quando submetidos a excitação com laser de 980 nm. No espectro visível se destaca a maior intensidade de emissão na banda do azul em relação ao vermelho, enquanto que no infravermelho foi observada uma alta intensidade de fluorescência upconversion o que aponta para a aplicabilidade destes materiais em lasers e LEDs. Além disso, foi observado que as intensidades de todas as emissões aumentaram com o aumento da concentração de íons Yb3+, não sendo observado saturação (quenching) da fluorescência upconversion nas concentrações trabalhadas. Com relação aos resultados do diagrama CIE, foi possível notar que todas as amostras se encontraram na região do azul e que praticamente não havia diferença nos valores de suas coordenadas de cromaticidade. O estudo de potência realizado foi coerente com as referências bibliográficas e indicaram a participação de 3 fótons na emissão na banda do azul e na banda do vermelho 2 fótons em 647,52 nm e 1 fóton em 702,21 nm e dois fótons para a banda do infravermelho