64ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 5. Física das Partículas Elementares e Campos

ESTUDO TEÓRICO ESPECTROSCÓPICO DE COMPLEXOS DE EURÓPIO

Yuri Álisson Rodrigues de Oliveira 1 Marcos Antonio Couto dos Santos 2

1. Bel. – Depto. Física – Universidade Federal de Sergipe – UFS 2. Prof. Dr. /Orientador – Depto. Física – Universidade Federal de Sergipe – UFS

INTRODUÇÃO:

A ampla aplicabilidade dos compostos dopados com íons lantanídeos nas diversas áreas de desenvolvimento industrial e tecnológico (e.g., biologia, medicina, vidros, telecomunicações, lasers) tornou estes sistemas interessantes fontes de estudo tanto para pesquisa experimental quanto para pesquisa teórica. Neste trabalho um total de oito complexos com diferentes ligantes, porém aproximadamente com a mesma simetria, foram estudados. As previsões mostram que a dependência do fator de carga com a distância média é obedecida utilizando o MENN, que o sinal dos parâmetros de campo cristalino (k=2, q=0) obedeceu ao que está previsto na literatura. Além disso, para o MENN e para o SOM os desdobramentos previstos reproduziram exatamente os resultados experimentais, enquanto que para o PCEM tais previsões foram maiores que os desdobramentos experimentais.

METODOLOGIA:

Neste trabalho foram utilizados dois modelos e um método teórico. O PCEM, modelo baseado nas ideias de Bethe (1929), considera que os primeiros vizinhos (PV) são cargas pontuais que interagem de forma puramente iônica com o íon central (IC), neste caso o íon európio trivalente. Embora esta seja uma forma muito grosseira de tratar esta interação, este modelo reproduz qualitativamente o comportamento dos parâmetros de campo cristalino, porém os valores obtidos para o desdobramento do nível de energia podem ser três vezes maior que os valores experimentais. O SOM, proposto por Malta em 1982, considera uma interação com uma parcela covalente, a qual é dada pela sobreposição das funções de onda dos PV e do IC, introduzindo um fator de carga efetiva de interação dependente da distância PV-IC. O MENN, proposto por Couto dos Santos em 2008, deve ser aplicado juntamente com o SOM, e segue três considerações fundamentais: (i) a equivalência entre os PV deve ser identificada de acordo com a simetria do sítio opticamente ativo; (ii) o desdobramento experimental deve ser previsto por um conjunto de fatores de cargas fenomenológicos dos PV; e (iii) a soma dos fatores de carga deve ser igual a valência do IC.

RESULTADOS:

Através dos modelos e método utilizados neste trabalho foi possível realizar uma comparação entre as três diferentes abordagens (PCEM, SOM e MENN) de calcular os parâmetros de campo cristalino, o desdobramento do nível 7F1 e a dependência entre os fatores de carga e a distância média entre os PV e o IC. Como esperado o sinal dos parâmetros de campo cristalino obedeceram à literatura nas três abordagens, entretanto somente os valores dos desdobramentos calculados pelo SOM e pelo MENN reproduziram os valores experimentais. Do ponto de vista qualitativo e quantitativo tanto o SOM quanto o MENN parecem ser equivalentes, entretanto somente para o MENN foi possível determinar valores de cargas efetivas de ligação coerente para os PV, respeitando a condição do equilíbrio eletrostático do sítio luminescente (foi mantido o valor de 0,1 para o fator de carga dos íons N, conforme previsto pela química quântica). Além disso, somente através do MENN é possível estabelecer uma relação entre a simetria do composto e a dependência linear do fator de carga com a distância média PV-IC.

CONCLUSÃO:

Com este estudo foi possível concluir que o MENN aplicado ao SOM, é a melhor maneira de descrever os parâmetros de campo cristalino, desdobramento do nível de energia 7F1 e a dependência entre os fatores de carga e a distância média PV-IC, uma vez que os desdobramentos experimentais foram reproduzidos, o sinal dos parâmetros de campo cristalino (k=2, q=0) foi obedecido, existe uma conexão entre a simetria local do sítio luminescente e a dependência dos fatores de carga, além de respeitar a condição de similaridade química e equilíbrio eletrostático.

Palavras-chave: Complexos de Európio, Parâmetros de campo cristalino, Método dos vizinhos equivalentes.