Materiais Luminescentes Dopados com Íons Terras-Raras e Metais de Transição

Descrição

O projeto completo em pdf pode ser acessado via: https://drive.google.com/file/d/1ah-AsPnLsOrV2OejA5qbQClxAaZe75O_/view?usp=drive_link Materiais luminescentes são de grande interesse científico-tecnológico devido a sua ampla gama de aplicações que vão desde as mais básicas como artigos de decoração e sinalização, até tecnologias avançadas como armazenamento de informação, imageamento in vivo e termometria óptica. Em geral, materiais inorgânicos isolantes não apresentam luminescência intrínseca e a estratégia mais utilizada para introduzir propriedades luminescentes é a dopagem com íons opticamente ativos, geralmente terras-raras ou metais de transição. Do ponto de vista físico, esse procedimento gera novos níveis energéticos discretos entre as bandas de energia, introduzindo propriedades ópticas antes não existentes na matriz pura. A depender da configuração eletrônica do íon dopante, os níveis eletrônicos opticamente ativos podem interagir muito, ou pouco, com a rede da matriz hospedeira. Por exemplo, enquanto nos íons terras raras esses níveis interagem fracamente com rede, gerando emissões estreitas e bem definidas, os metais de transição podem emitir bandas largas devido ao forte acoplamento íon-rede. Dessa maneira, é possível, inclusive, sintonizar diferentes propriedades ópticas desses materiais a partir da dopagem e do controle do processo de síntese. Um exemplo bastante ilustrativo é o SrAl2O4 que, por um lado, quando dopado com Eu2+ e Dy3+ apresenta a propriedade de emitir luz verde intensa mesmo após cessada a excitação (luminescência persistente) e pode ser usado para sinalização de emergência. Por outro lado, quando dopado apenas com Eu3+ a luminescência persistente não se faz presente e ele pode ser utilizado como emissor no vermelho para produção de LEDs. Em paralelo, explorando a luminescência do dopante e o acoplamento entre esse dopante e a matriz hospedeira é possível inferir sobre a estrutura local e possíveis modificações na matriz. Por exemplo, a avaliação dos desdobramentos das linhas espectrais de emissão do Eu3+ podem ser utilizadas para acompanhar transições de fase ou inferir o número de sítios não equivalentes ocupados por esse íon na matriz hospedeira. O presente projeto visa investigar as propriedades luminescentes e aplicações de materiais dopados com íons terras-raras e/ou metais de transição. Este objetivo amplo e generalista tem como finalidade englobar as diferentes linhas de pesquisa que são desenvolvidas no grupo que, atualmente, trabalha tanto na investigação básica dos mecanismos envolvidos na luminescência persistente de diversos materiais como aluminatos e fluoretos, quanto no desenvolvimento de novos materiais para aplicações em termometria óptica, imageamento in-vivo e sensores em geral.