Dissertação
Propriedades ópticas dos vidros BBZP dopados com Nd e Ag
Autor
Silva, Anna Luisa Aguiar
Institución
Resumen
The study of oxide glasses doped with rare-earth Nd3+ and with Ag nanoparticles is of great
technological interest because of its use in infrared lasers, high-density optical storage devices
etc. The impact of silver nanoparticles on Nd3+ emission attributes when they are present in the
co-doping of the borate glass matrix whose structure is B2O3-Bi2O3-ZnO-P2O5 (BBZP) is the
focus of the present work. The attempt to nucleate and grow silver nanoparticles as a result of
heat treatment performed on the samples at 500°C was studied and discussed. It was observed a
decrease in absorption and emission of samples doped with Nd and Ag in comparison with
samples that were doped only with Ag, through absorption measurements made in ultravioletvisible, near infrared (NIR) and measurements of photoluminescence. Structural changes in the
glass matrix were also studied using Raman spectroscopy and mid-infrared absorption (MIR)
techniques and comparisons with results previously obtained results from the literature.
Analyzes of the radioactive decay lifetime of the samples were performed using the timeresolved photoluminescence technique that provided us with results of 0.16 ms for the
neodymium transition at 1060 nm. In general terms, the BBZP matrix co-doped with Nd and Ag
did not increase neodymium emission, which was the expected result. However, we observed
intense emission at 1040 and 1084 nm when the silver-doped matrix was pumped with a 325 nm
laser. This emission increase was also verified in the samples co-doped with neodymium
regarding the emission of 1084 nm. O estudo de vidros de óxidos dopados com o terra-rara Nd3+ e com nanopartículas de Ag
possui grande interesse tecnológico por conta da sua utilização em lasers no infravermelho,
dispositivos de armazenamento óptico de alta densidade, etc. O impacto das nanopartículas de
prata nos atributos de emissão de Nd3+ quando elas estão presentes na co-dopagem da matriz de
vidro borato cuja estrutura é B2O3-Bi2O3-ZnO-P2O5 (BBZP) é o foco do presente trabalho. A
tentativa de nucleação e crescimento de nanopartículas de prata em decorrência de tratamento
térmico realizado nas amostras a 500°C foi estudada e discutida. Observou-se a diminuição na
absorção e na emissão das amostras dopadas com Nd e Ag em comparação com as amostras que
foram dopadas somente com Ag, através das medidas de absorção feitas no ultravioleta-visível,
no infravermelho próximo (NIR) e das medidas de fotoluminescência. Estudou-se também as
alterações estruturais da matriz vítrea por meio das técnicas de espectroscopia Raman e
absorção no infravermelho médio (MIR) e de comparações com resultados previamente obtidos
na literatura. Foram feitas análises de tempo de vida de decaimento radiativo das amostras
através da técnica de fotoluminescência resolvida no tempo que nos forneceu resultados de 0,16
ms para a transição do neodímio em 1060 nm. Em termos gerais a matriz de BBZP co-dopada
com Nd e Ag não aumentou a emissão do neodímio que era o resultado esperado. No entanto,
observamos uma emissão intensa em 1040 e 1084 nm quando a matriz dopada com prata foi
bombeada com laser de 325 nm. Este aumento de emissão também foi verificado nas amostras
co-dopadas com neodímio no que se refere a emissão de 1084 nm. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior