Síntese e caracterização de materiais nanoestruturados luminescentes de composição CaTiO3:Pr,La,Al - Ribeiro, Guilherme Kubo [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
O titanato de cálcio CaTiO3 é um material com estrutura de tipo perovskita que tem sido aplicado como luminóforo. É bem estabelecido que a inserção de íons de terra rara no sítio ocupado pelo Ca2+ provoca mudanças significativas nas suas propriedades estruturais e produz efeitos luminescentes na faixa do visível. Entretanto não existem trabalhos reportando a inserção do La3+ no sítio do Ca2+ no que se refere às características estruturais e luminescentes desses materiais. Portanto, o presente trabalho estuda as propriedades fotoluminescentes apresentadas pela matriz à base de titanato de cálcio dopada com praseodímio, lantânio e alumínio. O material foi sintetizado a partir do método Pechini, que se mostrou um método eficaz na preparação de acordo com a caracterização estrutural realizada. A técnica de difração de raio X permitiu identificar que todas as amostras de CaTiO3 apresentam-se na fase cristalina com simetria ortorrômbica. Através da espectroscopia de absorção de raio X na borda K do Ti4+ constatamos a ocorrência de maior simetria do Ti4+ em relação aos átomos ao seu redor quando aumentamos a temperatura de calcinação e que a substituição de íons no sítio do Ca2+ não altera essa simetria. Em razão do aumento da concentração dos dopantes, tanto no sítio do Ca2+ quanto no sitio do Ti4+, foram observados alterações nos modos de vibração dos espectros Raman. Constatou-se o aumento da torção entre os octaedros de TiO6 em relação ao aumento da concentração dos dopantes. Nos espectros de luminescência observou-se que o aumento da densidade de defeitos estruturais aumentou a intensidade de emissão de luz tanto em função da concentração de La3+ quanto em função da concentração de Al3+.

The calcium titanate CaTiO3 is a perovskite structure material which has been used as phosphor. It is well established that the incorporation of rare earth ions in the place occupied by Ca2+ cause significant changes in their structural properties and produce luminescent effects in the visible range. However, there are no studies reporting the insertion of La3+ on the Ca2+ site with respect to structural and luminescent characteristics of these materials. So, this work studies the photoluminescent properties presented by the matrix based on calcium titanate doped with praseodymium, lanthanum and aluminum. The material was synthesized by the Pechini method, which proved an effective method of preparation according to the structural characterization performed. The technique of X-ray diffraction showed that all samples are organized and exhibit orthorhombic symmetry. Using X-ray absorption spectroscopy at the K edge of Ti4+, we found that the occurrence of major symmetry of Ti4+ with respect to the neighbor atoms when the calcination temperature was increased and that the substitution of ions Ca2+ by Pr3+ does not change this symmetry. With the concentration of dopants increasing at the Ca2+ and Ti4+ sites, changes of the vibration modes in the Raman spectra were observed. It was found an increased torque between the TiO6 octahedra as a function of the increase in concentration of dopants. In the luminescence spectra, increasing the structural defect density enhanced the light emission intensity as a function of the La3+ and Al3+ concentrations.
Synthesis and characterization of luminescent nanostructured materials of composition CaTiO3: Pr, La, Al
Keywords: Materiais nanoestruturados; Perovskita; Luminescência; Terras raras; Nanomaterials; Perovskite; Photoluminescence; Praseodymium