Termometria via razão de intensidade de luminescência e os fatores que determinam sua sensibilidade
Este trabalho investiga sistematicamente sistemas vítreos dopados com íons terras raras para aplicações em termometria óptica baseada na técnica de razão de intensidade de luminescência (LIR). A pesquisa examina comparativamente duas matrizes: (1) vidros fluorofosfato dopados com Nd3+ e co-dopados c...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:teses.usp.br:tde-03072025-090531 |
| Acesso em linha: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-03072025-090531/ |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Lantanídeos Lanthanides Luminescence Luminescência Sensibilidade Sensitivity Termometria Thermometry |
| Resumo: | Este trabalho investiga sistematicamente sistemas vítreos dopados com íons terras raras para aplicações em termometria óptica baseada na técnica de razão de intensidade de luminescência (LIR). A pesquisa examina comparativamente duas matrizes: (1) vidros fluorofosfato dopados com Nd3+ e co-dopados com Nd3+/Yb3+ e (2) vidros tungstênio-fosfato co-dopados com Tb3+/Eu3+. Os vidros fluorofosfato dopados com Nd3+ apresentaram comportamento termométrico na faixa de 295-520 K, utilizando as razões entre as emissões dos estados termicamente acoplados 4F3/2, 4F5/2+2H9/2 e 4F7/2+2S3/2. A análise espectroscópica revelou excelente concordância com o modelo de Boltzmann, resultando em sensibilidades relativas de até 2% K-1 e incertezas mínimas de 0,4%. Estabeleceu-se correlação direta entre a razão Ω6/Ω4 e o desempenho termométrico. A co-dopagem desse sistema com Yb3+ introduziu complexidades devido aos processos de transferência de energia e elevou as incertezas para 4%. Em contrapartida, ambas as sensibilidades apresentaram aumento. No sistema tungstênio-fosfato Tb3+/Eu3+, observou-se comportamento termométrico entre 100-300 K, caracterizado por dependência não-linear em baixas temperaturas. A transferência de energia Tb3+ → Eu3+ mostrou-se predominantemente influenciada pela concentração relativa dos íons, atingindo eficiências de 40%. Os valores de ΔE obtidos (510-650 cm-1) sugerem mecanismo via população térmica do estado 7F1 do Eu3+. A investigação comparativa demonstrou que sistemas simples oferecem melhor desempenho termométrico devido à ausência de processos competitivos, estabelecendo diretrizes significativas para o desenvolvimento de novos materiais luminescentes com aplicações em sensoriamento térmico. |
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