Caracterização estrutural e óptica de vidros teluretos dopados com íons Nd3+

dc.contributor.advisor1Novatski, Andressa
dc.contributor.advisor1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.instituicao-banca1Universidade Estadual de Maringápt_BR
dc.contributor.instituicao-banca2Universidade Federal de Goiáspt_BR
dc.contributor.referee1Muniz, Robson Ferrari
dc.contributor.referee1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee2Gunha, Jaqueline Valeski
dc.contributor.referee2Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.creatorSantos, Guilherme Teixeira
dc.creator.Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.date.accessioned2025-06-09T01:27:30Z
dc.date.accessioned2026-07-01T12:16:11Z
dc.date.available2025-06-08T00:00:00Z
dc.date.available2025-06-09T01:27:30Z
dc.date.issued2025-05-16
dc.description.abstractThe structural properties of tellurite glasses were studied in this work using the Nd2O3 doped composition 65TeO2-15Li2O-20ZnO in concentrations of 0.00; 0.25; 0.35; 0.50; 0.75 and 2.00 mol% as well as the Judd-Ofelt calculations. The samples were pre- pared by melting quenching technique and submitted to X-Ray Diffraction (XRD), Ar- quimedes’ Density, Raman spectroscopy, Fourier Transform Infrared (FTIR) and Dif- ferential Scanning Calorimetry (DSC) analysis. Lastly we obtained the optical analysis by Ultraviolet–Visible Spectroscopy (UV-Vis-NIR) which was used for the Judd-Ofelt calculations. The DRX results present a typical amorphous nature common in vitreous materials. The density shows a expected behavior with a small increase in molar volume and a higher increase in molar mass, resulting in a density increase with grater quanti- ties of neodymium, we also obtained a decrease in the Oxygen Package Density (OPD). The Raman spectroscopy presented a increase of TeO3 and TeO3+1 units and a reduction of Te-O-Te connections.We also saw a slight reduction in both TeO4 units and Te-O-Te connections in the FTIR results, is also noted a increase in TeO3 and TeO3+1 structures, confirming the Raman results. By the DSC technique is shown a vitreous stability re- duction in low concentrations, which increases when more dopant is added. We observe in UV-Vis-NIR spectroscopy all the standard absorption spectrum, we also indentify the hypersensitive level of Nd3+, given by 4 I9/2 →4 G5/2 +2 G7/2 transition. Using said results we obtained the Ω2,4,6 parameters, Ω2 presenting a decrease with increased concentrations, tending to a higher matrix organization, Ω4 and Ω6 have decreasing behaviors and concur to what was expected. Is also noted that to lower concentrations Ω6 > Ω4, implying in a decay to 4 I11/2 state, meanwhile to higher concentrations the Ω4 > Ω6 pattern is taken, implying in a decay to the ground state. Is alto taken in account the samples quench- ing in 0.50% concentration. The theoretical radioactive transition rate, ramification ratio and lifetime were taken and present a increase probability to transition to 4 I11/2 in lower concentrations (≈ 47.67%) and higher probability do decay to the ground state in higher concentrations (≈ 47.60%), is also taken a higher lifetime (287.09 μs) when compared to similar doped materials. The absorption cross section presents a better potential in applied lasers when compared to other tellurite glasses with the same dopant, showing bigger values to lower concentration samples.pt_BR
dc.description.resumoNeste trabalho investigamos as propriedades estruturais e ópticas de vidros telure- tos na composição 65TeO2-15Li2O-20ZnO dopados com terra rara Nd2O3 nas concentra- ções de 0,00; 0,25; 0,35; 0,50; 0,75 e 2,00 mol%. As amostras foram preparadas pela técnica de melting-quenching e submetidas a caracterização por meio das técnicas de difração de raios X (DRX), densidade pelo método de Arquimedes, espectroscopia Raman, espectros- copia no infravermelho pela transformada de Fourier (FTIR) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As análises ópticas foram realizadas pela espectroscopia no ultravioleta e visível (UV-Vis-NIR) e a partir disso foram calculados os parâmetros de Judd-Ofelt e os calculos de taxa de transição. Os resultados de DRX apresentaram um caráter amorfo de- monstrando vitrificação. A densidade apresentou comportamento esperado, aumentando o volume molar, massa molar e densidade; foi notado também uma redução da densidade de empacotamento de oxigênio (OPD). Pela Espectroscopia Raman, percebeu-se um au- mento das unidades de TeO3 e TeO3+1 juntamente com uma redução das ligações simples Te-O-Te, sendo esse resultante do aumento do dopante na matriz. O estudo do FTIR mos- trou uma leve redução das unidades de TeO4 e das ligações Te-O-Te; ao mesmo tempo, vemos um aumento das unidades de TeO3 e TeO3+1, confirmando os resultados obtidos na análise de Raman. Pela técnica de DSC percebemos que a amostra possui uma redução de sua estabilidade vítrea em baixas dopagens, a qual aumenta gradativamente com a concentração. Pela técnica de UV-Vis-NIR foi possível observar as transições de absorção características do neodímio; evidenciando a transição hipersensível do Nd3+,partir destes resultados determinamos os parâmetros Ω2,4,6. O Ω2 apresentou uma redução com a adi- ção do dopante, demonstrando uma tendência à organização da rede; Ω4 e Ω6 demonstrou valores decrescentes e concordam aos encontrados na literatura. Também percebemos que para amostras menos dopadas, Ω6 > Ω4 tendenciando ao decaimento para o estado 4 I11/2, enquanto para amostras mais dopadas observamos que Ω4 > Ω6 tendenciando ao decai- mento em 4 I9/2. Percebemos também o quenching das amostras na concentração de 0,50%. A taxa de transição, razão de ramificação e tempo de vida teóricos foram determinados e apresentam uma maior probabilidade de transição ao estado 4 I11/2 para amostras menos dopadas (≈47,67%) e maior probabilidade para o estado fundamental em amostras mais concentradas (47,60%) e um maior tempo de vida médio (287,09 μs) quando comparados a literatura de outros sistemas vítreos com o mesmo dopante. Percebemos uma relação das propriedades térmicas do sistema com as unidades de TeO3 além de uma melhora das propriedades ópticas com adição do dopante, é também visivel uma versatilidade do sistema para sistemas ópticos com a variação de Nd3+pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Guilherme Teixeira. Caracterização estrutural e óptica de vidros teluretos dopados com íons Nd3+. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/4205
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUEPGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciênciaspt_BR
dc.relationFinanciadora de Estudos e Projetospt_BR
dc.relationFundação Araucáriapt_BR
dc.relationConselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológicopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectpropriedades estruturaispt_BR
dc.subjectneodímiopt_BR
dc.subjectmudança de concentraçãopt_BR
dc.subjectUV- Vis-NIRpt_BR
dc.subjectJudd-Ofeltpt_BR
dc.subjecttellurite glassespt_BR
dc.subjectstructural properties,pt_BR
dc.subjectNd3+pt_BR
dc.subjectconcentration changept_BR
dc.subjectUV- Vis-NIRpt_BR
dc.subject.cnpqCiências-Físicapt_BR
dc.titleCaracterização estrutural e óptica de vidros teluretos dopados com íons Nd3+pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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