Fotoluminescência e adsorção de CO2 em nanopartículas de CaTiO3 dopadas com lantânio

Abstract

Recebido em 12/6/03; aceito em 27/5/04; publicado na web em 27/8/04 PHOTOLUMINESCENCE AND CO 2 ABSORPTION ON LANTHANUM DOPED CaTiO 3 NANOPARTICLES. Ca 1-x La x TiO 3 powders were prepared by the polymeric precursor method. X-ray diffraction (XRD), FT-Raman spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and N 2 and CO 2 adsorption were used for the microstructural and surface characterization of the powders. Room temperature photoluminescence (PL) was observed in Ca 1-x La x TiO 3 amorphous particles. The PL intensity of these powders was found to be dependent on the lanthanum molar concentration.Keywords: CaTiO 3 ; lanthanum; photoluminescence; CO 2 adsorption. INTRODUÇÃOA estrutura da matéria condensada é ditada pelo arranjo eletrônico e este, por sua vez, dita as propriedades do sistema nas suas interações com campos externos, elétricos, magnéticos ou com a própria luz. O conhecimento destas propriedades tem permitido a construção de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos variados, de diodos e transistores a lasers, de diodos emissores de luz a sensores de gases.O desenvolvimento de materiais semicondutores com propriedades ópticas ativas, tais como fotoluminescência (FL), eletroluminescência (EL) e propriedades ópticas não-lineares, pode levar ao desenvolvimento de novos dispositivos que apresentem melhor desempenho. Semicondutores amorfos podem substituir semicondutores monocristalinos em uma série de aplicações, em particular quando o fator custo é importante ou nos casos em que a dimensão do dispositivo é fator limitante. Semicondutores de banda larga (3,0-4,0 eV) do tipo ATiO 3 , para A= Ca, Sr, Ba, Pb apresentam forte FL na região do visível, quando este composto está no estado amorfo. Estudos mais detalhados destes materiais, processados quimicamente pelo método dos precursores poliméricos, mostram que existe uma relação íntima entre FL e seu estado amorfo. Nestes casos não se trata de uma simples transição eletrôni-ca, pois o comprimento de onda de emissão depende do comprimento de onda de excitação, sendo esta dependência linear [1][2][3] . Titanato de cálcioO titanato de cálcio CaTiO 3 é um material de estrutura peroviskita do tipo ABO 3 com o cátion B sendo o Ti e o cátion A sendo o Ca. Esta cerâmica não apresenta anisotropia e sua estrutura é cúbica acima da temperatura de 1580 K, tetragonal entre 1380 e 1500 K e ortorrômbica abaixo de 1380 K 4,5 . Porém Coates e McMillan 6 mostraram que a estrutura peroviskita cúbica poderia ser obtida à temperatura ambiente, quando o CaTiO 3 é dopado com impurezas aceptoras.O titanato de cálcio é usado como um elemento de resistor com sensibilidade térmica, devido a seu coeficiente de temperatura negativo, além de ser um material refratário com alta resistência à corrosão com soluções cáusticas 7 .Houve significantes avanços na síntese química de cerâmicas avançadas usando técnicas tais como sol-gel, coprecipitação, síntese hidrotérmica e método dos precursores poliméricos . Estes compostos apresentam importantes propriedades estruturais, elétricas e ó...

Crystal growth and photoluminescence of europium-doped strontium titanate prepared by a microwave hydrothermal method

“…Defects in the crystal lattice play an important role in the determination of the luminescent properties of the oxides [26,27]. Therefore, direct changing of the contents of some types of defects may cause variations of concentrations of the corresponding luminescence centers [28,29]. In particular, vacancies are very important in the formation of the luminescence-center structure for such crystals [30,31].…”

Synthesis of Pr3+-doped CaTiO3 using polymeric precursor and microwave-assisted hydrothermal methods: A comparative study

“…Investigations into doping using lanthanum [6], samarium [7], and neodymium [8] in calcium titanates (CT) have been published, but little attention has been paid to praseodymium. Inaguma and co-authors [9] recently reported on structural anomalies that occurred when praseodymium ions with different oxidation states were incorporated into ferroelectric CT materials using the traditional solid-state reaction.…”

Nanocompósitos cerâmicos a partir do processo de moagem mecânica de alta energia

“…20,25 A partir dos resultados obtidos, fica evidente que a capacidade de adsorção de CO 2 pode ser significativamente afetada pelo processo (tempo) de moagem. A quantidade total e irreversível de CO 2 , determinada para o MgO de partida foi de 3,0 e 2,15 μmol/m 2 , respectivamente.…”

“…13,18 No processo de moagem mecânica de alta energia, apesar da importância do atrito mecânico, o principal mecanismo está muito relacionado com a colisão das esferas com o pó processado. 19,20 Atualmente, estes materiais não-cristalinos podem ser uma alternativa economicamente viável para substituir uma variedade de 3 (titanato de chumbo), um tipo de peroviskita simples, possuem aplicações ópticas que são alvo de estudo neste trabalho. Adicionalmente são apresentadas as mudanças nas propriedades físico-químicas dos óxidos de magnésio e de estanho, respectivamente, dopados com terras raras em função dos processados com moagem mecânica de alta energia.…”

“…13,18 No processo de moagem mecânica de alta energia, apesar da importância do atrito mecânico, o principal mecanismo está muito relacionado com a colisão das esferas com o pó processado. 19,20 …”