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Preparação de vidros e vitrocerâmicas de fluorofosfatos dopados com íons terras-raras para potencial uso como detectores de radiação.

Processo: 18/03931-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
Vigência (Término): 31 de julho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
Beneficiário:Gustavo Galleani
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
Bolsa(s) vinculada(s):19/12442-4 - Poling térmico de vidros oxifluoreto: geração de propriedades não-lineares de segunda ordem e modificação de superfície por microimpressão, BE.EP.PD
Assunto(s):Vitrocerâmica

Resumo

O projeto tem por finalidade a preparação e caracterização de vidros e vitrocerâmicas de sistemas mistos fluorofosfatos a base de fosfato de índio, e/ou sódio, com fluoretos de metais alcalinos dopados com íons terras-raras com características especificas para o desenvolvimento de novos materiais que apresentem propriedades de detecção de radiação do tipo X- e radiação UV através do processo chamado de cintilação. Grande ênfase será dada para a preparação e caracterização óptica e estrutural dos vidros, assim como o estudo de cristalização e de suas propriedades fotofísicas. Os vidros serão preparados através da técnica de fusão-choque térmico e a obtenção das vitrocerâmicas será através do tratamento térmico nos vidros. Os vidros serão preparados a partir dos componentes: metafosfato de sódio NaPO3, e de índio In(PO3)3; fluoretos de alcalino: NaF, LiF; fluoretos de alcalinos-terrosos: ZnF2, MgF2, BaF2, CaF2, SrF2; e fluoreto de índio InF3; e dopados com os fluoretos de terras-raras CeF3, EuF3, TbF3, GdF3. Eles deverão conter uma concentração relativamente alta de fluoreto de índio a fim de garantir uma boa durabilidade química, apresentar boa solubilidade dos íons de terras-raras, ao mínimo 10 wt.%, sem sofrer devitrificação durante o processo de síntese do vidro e oferecer um ambiente químico de menor energia de fônon para as espécies luminescentes a fim de obter-se maior eficiência de emissão.Após ter determinado diferentes composições vítreas que encontram estes requisitos, ensaios de cristalização serão feitos por tratamento térmico. Pedaços de vidros serão assim recozidos a temperatura acima da temperatura de transição vítrea. Composições que apresentarem cristalização no volume serão em seguida selecionadas para otimizar os parâmetros de cristalização como a temperatura e o tempo de tratamento térmico. As propriedades térmicas, ópticas e estruturais serão estudadas por Análise Térmica (DSC e DMTA), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopias UV-Vis-NIR, Raman, Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e M-Lines, Microscopia Óptica e Luminescência nos vidros e vitrocerâmicas dopados com os íons terras-raras CeF3, EuF3, TbF3, GdF3 e outros.

Publicações científicas
(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)
GUIDINI, PRISCILA; GALLEANI, GUSTAVO; FARIA, WALTER; SILVA, IGOR D. A.; ECKERT, HELLMUT; DE CAMARGO, ANDREA S. S. Structural and spectroscopic properties of phosphate-tungsten glasses doped with Nd3+ and Tb3+. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 529, FEB 1 2020. Citações Web of Science: 0.
GALLEANI, GUSTAVO; DOERENKAMP, CARSTEN; SANTAGNELI, SILVIA; MAGON, CLAUDIO JOSE; DE CAMARGO, ANDREA S. S.; ECKERT, HELLMUT. Compositional Optimization of Emission Properties for Rare-Earth Doped Fluoride Phosphate Glasses: Structural Investigations via NMR, EPR, and Optical Spectroscopies. Journal of Physical Chemistry C, v. 123, n. 51, p. 31219-31231, DEC 26 2019. Citações Web of Science: 0.

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