Síntese e estudo de vidros magneto-ópticos contendo metais de transição e terras raras
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Data
2023-10-23
Autores
Orientador
Coorientador
Ribeiro, Sidney José Lima 
Pós-graduação
Química - IQAR 33004030072P8
Curso de graduação
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (francês)
L'étude et la préparation de nouveaux matériaux magnéto-optiques ont fait l'objet d'une attention particulière en raison de leurs applications potentielles dans divers domaines technologiques. Les verres qui supportent de fortes concentrations d'ions paramagnétiques sont largement recherchés à ces fins, en raison des propriétés inhérentes aux verres telles que l'isotropie, la fenêtre de transmission élevée, les indices de réfraction élevés, la synthèse et la modélisation faciles, toutes des propriétés intéressantes pour les systèmes optiques. Cette thèse de doctorat étudie le domaine de la science des matériaux avancés, en étudiant la synthèse et la caractérisation complète de deux systèmes vitreux, un borotungstate contenant d'abord du terbium et plus tard une étude étendue à d'autres lanthanides, et un système de phosphate d'antimoine contenant du manganèse. L'objectif global de cette recherche est de synthétiser des matériaux innovants qui ont des attributs magnéto-optiques élevés et intéressants, avec un accent particulier sur leur utilité potentielle dans les dispositifs qui tirent parti de l'effet Faraday.
L'étude présente différentes expériences pour déterminer les caractéristiques thermiques, optiques, luminescentes, structurelles, magnétiques et magnéto-optiques des systèmes proposés, garantissant une connaissance approfondie des différentes techniques, concepts et méthodes, importants pour accroître la croissance scientifique en chimie et physique chimique des matériaux non cristallins. D'excellentes valeurs de constante de Curie ont été obtenues, jusqu'à 6,77 emu.Oe-1.mol-1, valeurs supérieures à celles rapportées dans la littérature, et une constante de Verdet de 124 rad.T-1.m-1 632,8 nm pour un échantillon de 27,5 % mol de Tb2O3, comparable aux verres et monocristaux commerciaux, et -55,1 rad.T-1.m-1 pour l'échantillon à 30%mol MnO, des valeurs sans précédent pour ce type de rotateur de Faraday. En examinant l'impact de différentes compositions sur les propriétés structurelles, optiques et magnétiques des matériaux résultants, cette thèse contribue à une compréhension plus approfondie de l'interaction entre les métaux de transition, les terres rares et le comportement magnéto-optique des verres. De plus, la thèse évalue la capacité de ces compositions de verre à présenter une rotation de Faraday. Les connaissances acquises grâce à cette recherche font non seulement progresser les connaissances fondamentales sur l’influence de ces ions paramagnétiques sur la réponse magnéto-optique, mais ouvrent également la voie à la conception et à la réalisation de nouveaux matériaux magnéto-optiques. Fruit de recherches rigoureuses, cette thèse de doctorat contribue de manière significative à la compréhension scientifique et au développement pratique de matériaux prêts à façonner les perspectives d’applications magnéto-optiques.
Resumo (português)
O estudo e preparação de novos materiais magneto-ópticos tem ganhado atenção significativa devido às suas potenciais aplicações em vários domínios tecnológicos. Vidros que suportam altas concentrações de íons paramagnéticos estão sendo muito procurados para esses fins, devido às propriedades inerentes que podem ser impostos aos vidros como alta janela de transmissão, altos índices de refração, fácil síntese e
modelagem, todas propriedades interessantes para sistemas ópticos e inerente isotropia. Esta tese de doutorado investiga o domínio da ciência de materiais, investigando a síntese e ampla caracterização de dois sistemas vítreos, um borotungstato contendo primeiro térbio e posteriormente um estudo estendido a outros lantanídeos, e um sistema de fosfato de antimônio contendo manganês. O objetivo geral desta pesquisa é sintetizar materiais inovadores que possuam atributos magneto-ópticos elevados e interessantes, com ênfase específica em seu potencial utilidade em dispositivos que aproveitem o
efeito Faraday. O estudo apresenta diferentes experimentos para determinar as características térmicas, ópticas, luminescentes, estruturais, magnéticas e magneto-ópticas dos sistemas propostos, garantindo um conhecimento aprofundado de diferentes técnicas, conceitos e métodos, importantes para aumentar o crescimento científico em química e físico-química de materiais não-cristalinos. Foram obtidos excelentes valores de constante de Curie, até 6.77 emu.Oe-1.mol-1, valores maiores que relatados na literatura, e constante de Verdet de 124 rad.T-1.m-1 632.8 nm para amostra com 27.5 %mol de Tb2O3, comparáveis a vidros e monocristais comerciais, e -55.1 rad.T-1.m-1 para a amostra 30%mol de MnO, valores inéditos para esse tipo de rotador Faraday. Ao examinar o impacto de composições variadas nas propriedades estruturais, ópticas e magnéticas dos materiais resultantes, esta tese contribui para uma compreensão mais profunda da interação entre metais de transição, terras raras e o comportamento magneto-óptico de vidros. Além disso, a tese avalia a capacidade dessas composições de vidro em exibir rotação de Faraday. Os insights obtidos com essa pesquisa não apenas avançam no conhecimento fundamental sobre a influência desses íons paramagnéticos na resposta magneto-óptica, mas também abrem caminho para o design e a realização de novos materiais magneto-ópticos. Como resultado de investigação rigorosa, esta tese de doutorado contribui significativamente para a compreensão científica e desenvolvimento prático de materiais preparados para moldar a perspectiva de aplicações magneto-ópticas.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Inglês