Doutorado em Química

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Navegando Doutorado em Química por Orientador(a) "Poirier, Gaël Yves"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Preparação e caracterização de novos materiais vítreos e filmes finos flexíveis contendo telúrio para aplicação em fotônica
    (Universidade Federal de Alfenas, 2016-12-16) Pereira, Camila; Poirier, Gaël Yves; Vivas, Marcelo Gonçalves; Giraldi, Tania Regina; Bernardez, Andrea Stucchi De Camargo Alvarez; Manzani, Danilo
    A proposta principal desta tese foi o desenvolvimento de novas composições vítreas teluritos e teluretos para obtenção de materiais amorfos úteis para fotônica. Primeiramente foram explorados novos sistemas binários e ternários baseados em TeO2, Sb2O3 e GeO2, contendo fluoreto de chumbo para obtenção de vidros termicamente e quimicamente estáveis. Estas composições vítreas foram caracterizadas utilizando técnicas tradicionais no estudo de materiais não-cristalinos como Análise Térmica (DSC), espectroscopia vibracional (IV e Raman) e espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta, visível e infravermelho próximo. Os resultados obtidos por análise térmica permitiram a determinação das temperaturas características, que podem ser utilizadas para avaliar a estabilidade térmica dos vidros frente à cristalização. As investigações estruturais por espectroscopia vibracional, eletrônica e luminescencia de Eu³+ utilizado como sonda estrutural foram fundamentais para avaliar as mudanças estruturais na rede vítrea em função da composição. Estudos de luminescência de íons terras raras para amostras dopadas com Er³+, codopadas com Er³+/Yb³+ e dopadas com Eu³+ em composições mais promissoras também foram realizados com o intuito de investigar o efeito da composição na propriedade de emissão em comprimento de onda de interesse para aplicação em dispositivos ópticos. Uma outra linha de pesquisa desta tese foi a preparação de filmes finos em substratos flexíveis (celulose e fibroína), a partir da evaporação por diferentes técnicas de vidros calcogenetos com propriedades fotossensíveis já descritas na literatura. Neste caso, estudou-se a composição Ge2Sb2Te5 já estabelecida para armazenamento de dados em CDs e DVDs. Também foram obtidos filmes finos a partir das composições de vidros óxidos estudados neste trabalho de doutorado. Esta linha do trabalho permitiu a obtenção de um material totalmente novo, inédito e flexível.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Vidros e vitrocerâmicas contendo óxido de nióbio para dispositivos luminescentes
    (Universidade Federal de Alfenas, 2019-07-03) Marcondes, Lia Mara Silva; Poirier, Gaël Yves; Ribeiro, Sidney Jose Lima; Caiut, José Maurício Almeida; Giraldi, Tânia Regina; Gunnewiek, Rodolfo Foster Klein
    Vidros e vitrocerâmicas nanocristalinas germanatos contendo óxido de nióbio foram preparados com boa qualidade óptica e ampla janela de transparência. A adição de até 20% molar de Nb2O5 foi possível no sistema vítreo (90-x)GeO2-xNb2O5-10K2O não-dopado e a formação de clusters NbOx na rede germanato foi identificada nas amostras com maiores teores de Nb2O5. Amostras vítreas do sistema GeO2-Nb2O5-K2O dopadas e codopadas com íons Eu3+, Er3+ e Er3+/Yb3+ variando a concentração de Nb2O5 também foram sintetizadas. De modo geral, observou-se que a adição de Nb2O5 na matriz hospedeira pode alterar as propriedades fotoluminescentes do material, como o aumento da eficiência quântica de fotoluminescência e alargamento da banda na região de 1,5 μm nas amostras contendo íons Er3+. Por este motivo, vitrocerâmicas com 15% molar de Nb2O5 do sistema GeO2-Nb2O5-K2O dopadas e codopadas com íons Eu3+, Er3+ e Er3+/Yb3+ foram sintetizadas e a fase K2Nb14O36 foi identificada após a realização de tratamento térmico. As propriedades fotoluminescentes foram modificadas nas vitrocerâmicas obtidas até a cristalização completa dos nanocristais (20 horas de tratamento térmico) em relação ao vidro precursor. Este comportamento foi observado devido à inserção dos íons terras-raras nos nanocristalitos que altera a magnitude do campo cristalino ao redor dos íons e permite uma interação adequada entre eles. Finalmente, amostras vítreas e vitrocerâmicas do sistema GeO2-Nb2O5-K2O dopadas com até 2,0% molar de Er2O5 foram preparadas. As amostras com alto teor de érbio apresentaram maior efetividade no processo de conversão ascendente de energia e a variação do teor de érbio permitiu um ajuste na coloração verde e vermelho. Desta forma, pode-se dizer que vidros e vitrocerâmicas nióbio germanatos dopadas com íons terras-raras são candidatos para aplicação em fotônica, como por exemplo, amplificadores ópticos e lasers na região do visível e infravermelho.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Vidros e Vitrocerâmicas Luminescentes de Germanato de Tântalo
    (Universidade Federal de Alfenas, 2018-12-12) Cunha, Cristiano Ramos Da; Poirier, Gaël Yves; Gunnewiek, Rodolfo Foster Klein; Giraldi, Tânia Regina; Alvarez, Simone Stucchi De Camargo; Nalin, Marcelo
    Novos vidros, homogêneos e estáveis, foram preparados a partir do formador vítreo GeO2 com incorporação de Ta2O5 em altas concentrações (até 20%), e da adição de agentes fundentes como óxidos alcalinos M2O, M = Li, Na, K, Rb e Cs para avaliação da influência do modificador na formação vítrea do sistema ternário. Os diferentes óxidos alcalinos foram comparados para avaliar sua eficiência relativa e as misturas iniciais foram fundidas em cadinho de platina em forno de alta temperatura e resfriados por choque térmico. As vitrocerâmicas dos vidros com potássio foram preparadas por tratamento térmico em forno, com tempo de nucleação de 10 h sob 770 ºC; para posterior crescimento dos cristais em 830 ºC por 20, 40, 60 e 100 h. Vidros com sódio foram tratados por 2 h a 724 ºC para nucleação e 734 ºC por 25 h para crescimento. Estudos estruturais foram realizados por FTIR, Raman, DRX e análise térmica (DSC). Foi determinada a formação nas vitrocerâmicas de fase cristalina de Na2Ta8O21 e de uma fase similar, de K2Ta8O21. Cálculos e imagens obtidas por MET de alta resolução confirmaram a escala nanométrica da fase cristalina precipitada. As caracterizações ópticas foram realizadas por espectroscopia UV-Vis-NIR, para obtenção da janela de transparência das amostras preparadas. Os vidros preparados foram dopados com íons opticamente ativos (Eu3+, Er3+ e Tm3+), e codopados em Er3+/Yb3+, Tm3+/Yb3+ e Er3+/Tm3+/Yb3+. Eu3+ foi utilizado com sonda estrutural, e mostrou o deslocamento deste de sítios com simetria CS para sítios de simetria C2v. As propriedades luminescentes investigadas mostraram clara influência da adição de tântalo na emissão no visível e infravermelho nos vidros e vitrocerâmicas, como o dobro da largura de banda em 1550 nm (variação de 42 nm para até 87 nm). Foram realizados cálculos para a determinação da seção de choque e ganho óptico das amostras, que indicaram potencial para amplificação óptica. Fenômenos de conversão ascendente de energia também foram observados e caracterizados. Os parâmetros de Judd-Ofelt foram calculados para os íons Eu3+ e Er3+ em diferentes matrizes.