Otimização das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas preparadas via síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas

Abstract

Neste trabalho foram obtidos pós de Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) com razão Zr/Ti igual 52/48 puro com diferentes concentrações de precursor (0,31 molL-1, 0,16 molL-1 e 0,08 molL-1) e pós com adição de Álcool Polivinílico (PVA) que atua como agente de cristalização. Para a preparação dos pós foi utilizada a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas, este método dentre outras vantagens permite obter materiais cristalinos em menores tempos de síntese a baixas temperaturas. Os pós de PZT puro e com PVA foram obtidos em diferentes tempos de síntese a temperatura de 180°C. As amostras foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura de alta resolução (MEV-FEG), Espectroscopia de Fotoluminescência (FL) e Espectroscopia na região do Ultra-Violeta Visível (UV-Vis). Os resultados de DRX indicaram a obtenção de PZT puro e PZT/PVA com estrutura cristalina tetragonal e romboédrica à partir de 1hora de síntese, independente da concentração dos precursores. As partículas possuem forma semelhante a cubos ou folhas que formam mesoestruturas para PZT puro e PZT/PVA. O band gap de energia calculado à partir dos dados de UV-Vis indicaram valores no intervalo de 2,7 eV a 3,1 eV. As bandas de emissão fotoluminescente seguem o modelo da banda larga com máximo de emissão predominante na região verde do espectro eletromagnético

Pure powders of Lead Zirconate Titanate (PZT) with ratio Zr/Ti equal 52/48 with different concentrations of precursor (0.31 mol L-1, 0.16 mol L-1 and 0.08 mol L-1) and PZT powders with addition of Polyvinyl Alcohol (PVA) which acts as an agent of crystallization was obtained using hydrothermal synthesis assisted by microwaves. Among other advantages this method allows to obtain crystalline materials synthesis time decreases and low temperatures. The powders of pure PZT and PZT/PVA were obtained by different times of the synthesis at temperature 180°C. The samples were submitted to characterizations by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy high resolution (SEM-FEG), photoluminescence spectroscopy (PL), Ultra-Violet Visible (UV-Vis) spectroscopy. The XRD results indicate that pure PZT and PZT/PVA present a tetragonal and rhombohedral structure since one hour of synthesis, independent of precursors concentration. The shape of particles resembles cubes or sheets that form mesostructure for pure PZT and PZT/PVA. The band gap energy calculated from UV-Vis data indicated values in the range of 2.7 eV to 3.1 eV. The photoluminescent emission bands follow the model of broadband with maximum emission predominant in the green region of the electromagnetic spectrum