64ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica

Síntese e caracterização e investigação da propriedade fotoluminescente em titanatos

Ariadne Canedo Eduardo 1 Alberthmeiry Teixeira de Figueiredo 2

1. Aluna de graduação - Curso de Química - UFG/campus Catalão 2. Prof.Dr/Orientador - Depto do Curso de Química - UFG/campus Catalão

INTRODUÇÃO:

Luminescência é a propriedade que alguns compostos possuem quando há a excitação de um elétron, em átomo ou molécula, e esta gera a conversão de certos tipos de energia em emissão de radiação eletromagnética. Todos os sólidos inorgânicos podem ser definidos como materiais cerâmicos, como os zirconatos e os titanatos com estrutura tipo perovskita, com exceção apenas dos metais puros ligados entre si por ligações iônicas ou covalentes. O titanato de cálcio, em especial, desperta o interesse da comunidade científica especializada devido ao seu caráter dielétrico, por isso é utilizado em aparelhos eletrônicos. Ademais, materiais desse tipo emitem luminescência quando dopados com terras raras. Em particular, o titanato de cálcio dopado com praseodímio apresenta uma característica específica de emitir luz vermelha, por alguns segundos, sendo essa emissão observada por volta de 610 nm. Tal fato é atribuído à transição 1D2→3H4 do íon Pr3+.

METODOLOGIA:

O método utilizado foi o Método dos Precursores Poliméricos, um vez que, para os estudos propostos faz-se necessário obter o material inicialmente desordenado estruturalmente. O método consiste na formação de uma solução aquosa contendo o cátion formador de rede, o titânio (IV). Na solução são adicionados os cátions de interesse (Ca, Sr e Pr). O material é levado a tratamento térmico. No processo final de síntese, materiais com diferentes graus de organização foram preparados a partir das queimas em 400, 450, 500, 550 e 600 oC.

RESULTADOS:

Os materiais obtidos nas etapas de calcinação foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), por Ensaios de Fotoluminescência (FL) e ensaios de Refletância Óptica.. As amostras do material foram submetidas à DRX para averiguar a fase obtida. Os picos obtidos foram comparados com a Literatura, e se mostraram referentes à estrutura perovskita ortorrômbica, com grupo espacial Pbnm. Picos referentes a outras fases, incluindo picos referentes aos precursores ou fases adicionais, não foram observados. O que se pode concluir que o material CT:SPr apresentou-se monofásico. A partir da análise de DRX, foi possível concluir que os materiais apresentaram ordem estrutural incompleta nas temperaturas de 400, 450 e 500 oC e ordem estrutural completa nas temperaturas de 550 e 600 oC. A partir dos ensaios de refletância óptica, os valores para o gap foram obtidos. Foi possível verificar que os valores de gap aumentam com o aumento da ordem estrutural do material, ou seja, com o aumento na temperatura de calcinação. Os ensaios FL verificaram a presença de emissão fotoluminescente de banda larga nas amostras com ordem estrutural incompleta e um pico fino de emissão, intrínseca ao íon praseodímio, para as amostras que apresentaram ordem estrutural completa. Os dados permitem concluir que a ordem estrutural está diretamente relacionada com as propriedades ópticas e luminescentes do material.

CONCLUSÃO:

Foi possível averiguar o grau de ordem estrutural do material através do DRX, da emissão FL e do cálculo do gap. O comportamento do material na DRX apresenta correlação com a emissão FL, uma vez que foi observado que o material ordenado, não apresentou emissão FL intrínseca ao material, mas apenas um pico de luminescência, que corresponde ao íon praseodímio. Da mesma forma, materiais sem ordem estrutural completa apresentaram luminescente de banda larga, característica da presença de desordem estrutural. Em adição, materiais que apresentam ordem estrutural completa apresentaram valores de gap superiores aos dos materiais desordenados estruturalmente. Tal fato pode ser explicado pela diminuição dos níveis intermediários dentro do gap, que são provocados pela presença de desordem estrutural.

Palavras-chave: Emissão luminescente, GAP óptico, Praseodímio.