Síntese e caracterização de ciclotrifosfatos de gadolínio dopados com íons terras raras
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Data
2017-09-19
Autores
Ferreira, Ronan Geraldo [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Os cintiladores são compostos que podem absorver radiações ionizantes e convertê-las eficientemente em radiações UV-VIS. Avanços na tecnologia de detecção, a busca por novos cintiladores com alta eficiência e a compreensão do mecanismo de cintilação ainda é o foco de várias pesquisas nesta área. Os compostos GdP3O9 dopados com Eu3+, Tb3+ e Sm3+ são materiais cintiladores promissores, os átomos de Terras raras na estrutura de GdP3O9 são isolados um do outro a uma grande distância (5 a 7 Å) , aumentando o concentração máxima necessária para atingir a supressão por concentração e melhores propriedades de luminescência, uma vez que eles têm alta densidade, valores elevados de coeficiente de atenuação de massa e propriedades espectroscópicas relevantes, como emissão brilhante, vida útil de mili ou microssegundos e transferência de energia eficiente de íons Gd3+ para os ativadores. Este trabalho descreve a preparação de GdP3O9 nominalmente puro e dopado com Eu3+, Tb3+ e Sm3+ pelo método de precipitação homogênea (utilizando o precursor nanoparticulado Gd(OH)CO3) e o estudo de suas propriedades estruturais e espectroscópicas (fotoluminescência e excitação por raios X ). O perfil espectral da emissão de GdP3O9 dopado com Eu3+ indica a ocupação de dois locais diferentes pelos íons dopantes, um sitio de alta simetria e um sitio de baixa simetria. A intensidade de emissão aumenta ao incorporar Eu3+ e Tb3+ no hospedeiro GdP3O9 até a concentração de 8%, enquanto que na amostra dopada com Sm3+ observa-se uma supressão por concentração em concentrações superiores a 4%.
Scintillators materials are compounds that can absorb ionizing radiations and efficiently convert them into UV-VIS radiations. Advances in the technology of detection, the search for new scintillators materials with high efficiency and for the understanding of the scintillation mechanism is still the focus of research in this area. The compounds GdP3O9 doped with Eu3+, Tb3+ and Sm3+ are promising scintillators materials, The RE atoms in GdP3O9 structure are isolated from each other for a big distance(5 to 7 Å) , which may lead to a higher quenching concentration and better luminescence properties, since they have high density, high values of mass attenuation coefficient and relevant spectroscopic properties, such as bright emission, lifetime of milli or microseconds and the efficient energy transfer from Gd3+ ions to the activators. This work describes the preparation of GdP3O9 nominally pure and doped with Eu3+, Tb3+ e Sm3+ by the homogeneous precipitation method (using the nanoparticulate precursor Gd(OH)CO3) and the study of their structural and spectroscopic (photoluminescence and X-rays excited optical luminescence) properties. Emission spectral profile of Eu3+- doped GdP3O9 indicates the occupation of two different sites by the dopant ions, a high symmetry site and a low symmetry site. The emission intensity increases by incorporating Eu3+ and Tb3+ in the GdP3O9 host until the concentration of 8 at.%, while in the Sm3+ doped sample a quenching concentration is observed at concentrations greater than 4. %.
Scintillators materials are compounds that can absorb ionizing radiations and efficiently convert them into UV-VIS radiations. Advances in the technology of detection, the search for new scintillators materials with high efficiency and for the understanding of the scintillation mechanism is still the focus of research in this area. The compounds GdP3O9 doped with Eu3+, Tb3+ and Sm3+ are promising scintillators materials, The RE atoms in GdP3O9 structure are isolated from each other for a big distance(5 to 7 Å) , which may lead to a higher quenching concentration and better luminescence properties, since they have high density, high values of mass attenuation coefficient and relevant spectroscopic properties, such as bright emission, lifetime of milli or microseconds and the efficient energy transfer from Gd3+ ions to the activators. This work describes the preparation of GdP3O9 nominally pure and doped with Eu3+, Tb3+ e Sm3+ by the homogeneous precipitation method (using the nanoparticulate precursor Gd(OH)CO3) and the study of their structural and spectroscopic (photoluminescence and X-rays excited optical luminescence) properties. Emission spectral profile of Eu3+- doped GdP3O9 indicates the occupation of two different sites by the dopant ions, a high symmetry site and a low symmetry site. The emission intensity increases by incorporating Eu3+ and Tb3+ in the GdP3O9 host until the concentration of 8 at.%, while in the Sm3+ doped sample a quenching concentration is observed at concentrations greater than 4. %.
Descrição
Palavras-chave
Materiais cintiladores, Cintiladores, Ciclotrifosfatos fotoluminescência, Luminescência com excitação por raios X, Scintillators materials, Scintillators, Cyclotriphosphates, Photoluminescence, X ray excited optical luminescence