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Filmes LBL luminescentes de Ba2SiO4 dopado com terras raras obtido via sol-gel para aplicação em LEDs brancos

Processo: 15/10394-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2015
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ana Maria Pires
Beneficiário:Airton Germano Bispo Júnior
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Assunto(s):Silicatos   Terras raras   Filmes finos   Luminescência

Resumo

Fontes de luz branca a partir de diodos emissores de luz (LEDs) são consideradas a próxima geração da iluminação devido à elevada eficiência de emissão, maior tempo de vida útil, maior reprodutibilidade da luz emitida, diminuição de emissão de radiação UV e temperaturas relativamente menores de funcionamento em comparação a lâmpadas fluorescentes e incandescentes. Nos LEDs, a luz branca é obtida pela combinação de luminóforos vermelhos, verdes e amarelos além de uma camada emissora azul e quando emitem luz simultaneamente geram ao observador uma sensação de luz branca. Luminóforos dopados com íon terras raras (grupo dos lantanídeos incluso escândio e ítrio), como Ba2SiO4:Eu3+, Ba2SiO4:Tb3+ e Ba2SiO4:Eu3+,Tb3+ apresentam potencial para serem aplicados como componentes da camada emissora de LEDs brancos, além de telas de displays, imageamento celular, lasers de estado sólido ou sensores químicos. A aplicação de íons terras raras em materiais luminescentes geralmente está associada à habilidade de substituir cátions com propriedades semelhantes em matrizes inorgânicas como silicatos. Os silicatos são grupos de compostos inorgânicos a base de silício e oxigênio que podem ser classificados segundo a forma como os tetraedros de SiO44- se ligam entre si, formando uma rede cristalina que pode ser deformada devido a presença de um íon dopante, como por exemplo o Eu3+ ou Tb3+. Os silicatos mais simples, os ortossilicatos, são construídos por unidades tetraédricas de SiO44- isoladas e a neutralidade elétrica é fornecida por cátions regularmente espaçados ao longo da cadeia. A síntese de um luminóforo a base de silicatos, como os materiais propostos no trabalho, pode ser realizada pela via sol-gel, um processo bastante aplicado para a síntese de materiais com propriedades ópticas a temperaturas relativamente baixas. O processo sol-gel apresenta grande importância em várias linhas de pesquisa, pois permite a obtenção de uma série de materiais tais como cerâmicas, fibras, filmes finos e vidros. Os materiais propostos obtidos pela via sol-gel podem ser utilizados na fabricação de filmes finos via técnica layer-by-layer, gerando um sistema que pode ser aplicado na camada emissora de LEDs brancos, além de telas de televisores ou computadores. Dessa forma, no presente trabalho, tem-se como objetivo investigar as propriedades estruturais, morfológicas e espectroscópicas de silicatos dopados com Eu3+ ou Tb3+ e codopados com Eu3+ e Tb3+ em diferentes porcentagens, sintetizados via sol-gel a partir de acetato de bário e TEOS (tetraetoxisilano). Após a síntese e modulação das propriedades dos sistemas, visa-se também a fabricação de filmes finos luminescentes nanoestruturados utilizando a técnica layer-by-layer e o polímero catiônico PAH (Polialilamina hidroclorada) visando aplicação como camada emissora de LEDs brancos ou então em displays de celulares, computadores ou aparelhos televisores.

Publicações científicas (13)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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BISPO-JR, AIRTON G.; LIMA, SERGIO A. M.; CARLOS, LUIS D.; PIRES, ANA M.; FERREIRA, RUTE A. S. Eu(II)-Activated Silicates for UV Light-Emitting Diodes Tuning into Warm White Light. ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, MAY 2020. Citações Web of Science: 0.
FANG, MING; BISPO-JR, AIRTON G.; FU, LIANSHE; FERREIRA, RUTE A. S.; CARLOS, LUIS D. Efficient green-emitting Tb3+ -doped di-ureasil coating phosphors for near-UV excited light-emitting diodes. Journal of Luminescence, v. 219, MAR 2020. Citações Web of Science: 0.
BISPO-JR, A. G.; LIMA, S. A. M.; LANFREDI, S.; PRAXEDES, F. R.; PIRES, A. M. Tunable blue-green emission and energy transfer properties in Ba2SiO4:Tb3+ obtained from sol-gel method. Journal of Luminescence, v. 214, OCT 2019. Citações Web of Science: 2.
LEITE SILVA, C. M. B.; BISPO-JR, A. G.; LIMA, S. A. M.; PIRES, A. M. Eu3+ complex/polymer films for light-emitting diode applications. Optical Materials, v. 96, OCT 2019. Citações Web of Science: 0.
BISPO-JR, AIRTON G.; LIMA, SERGIO A. M.; CARLOS, LUIS D.; FERREIRA, RUTE A. S.; PIRES, ANA M. Red-Emitting Coatings forMultifunctional UV/Red Emitting LEDs Applied in Plant Circadian Rhythm Control. ECS JOURNAL OF SOLID STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 9, n. 1 SEP 20 2019. Citações Web of Science: 1.
LEITE SILVA, CAMILA M. B.; BISPO-JR, AIRTON G.; CANISARES, FELIPE S. M.; CASTILHO, SHIRLEY A.; LIMA, SERGIO A. M.; PIRES, ANA M. Eu3+-tetrakis beta-diketonate complexes for solid-state lighting application. LUMINESCENCE, v. 34, n. 8 JULY 2019. Citações Web of Science: 1.
BISPO-JR, AIRTON GERMANO; PIRES, ANA MARIA; MARQUES LIMA, SERGIO ANTONIO; CARDOSO, CELSO XAVIER. Evaluation of cryo-treatment in the luminescent properties of PVDF/Eu2O3 composite obtained by using buriti oil as additive. SOLID STATE SCIENCES, v. 92, p. 24-30, JUN 2019. Citações Web of Science: 0.
BISPO-, JR., AIRTON GERMANO; MARQUES SHINOHARA, GABRIEL MAMORU; PIRES, ANA MARIA; CARDOSO, CELSO XAVIER. Red phosphor based on Eu3+-doped Y-2(MoO4)(3) incorporated with Au NPs synthesized via Pechini's method. Optical Materials, v. 84, p. 137-145, OCT 2018. Citações Web of Science: 2.
BISPO-JR, AIRTON GERMANO; OLIVEIRA, NAGYLA ALVES; CARDOSO, CELSO XAVIER; MARQUES LIMA, SERGIO ANTONIO; JOB, ALDO ELOIZO; OSORIO-ROMAN, IGOR ORLANDO; DANNA, CAROLINE SILVA; PIRES, ANA MARIA. Red-light-emitting polymer composite based on PVDF membranes and Europium phosphor using Buriti Oil as plasticizer. Materials Chemistry and Physics, v. 217, p. 160-167, SEP 15 2018. Citações Web of Science: 3.
BISPO-, JR., AIRTON G.; LIMA, SERGIO A. M.; PIRES, ANA. M. Energy transfer between terbium and europium ions in barium orthosilicate phosphors obtained from sol-gel route. Journal of Luminescence, v. 199, p. 372-378, JUL 2018. Citações Web of Science: 11.
BISPO, JR., AIRTON G.; CECCATO, DIEGO A.; LIMA, SERGIO A. M.; PIRES, ANA. M. Red phosphor based on Eu3+-isoelectronically doped Ba2SiO4 obtained via sol-gel route for solid state lightning. RSC ADVANCES, v. 7, n. 85, p. 53752-53762, 2017. Citações Web of Science: 8.
RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; CECCATO, DIEGO A.; JUNIOR, AIRTON G. B.; TEIXEIRA, MARCOS F. S.; LIMA, SERGIO A. M.; PIRES, ANA. M. Study on the structural and electrocatalytic properties of Ba2+- and Eu3+-doped silica xerogels as sensory platforms. RSC ADVANCES, v. 6, n. 106, p. 104529-104536, 2016. Citações Web of Science: 3.

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