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

• Processo: 18/03931-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
• Situação: Interrompido
• 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 Materiais luminescentes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cintiladores | Materiais luminescentes | sensores de radiação | sensores UV | Vidros Opticos | Vitrocerâmicas | Propriedades ópticas e magnéticas da matéria

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

(9)

(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)

GALLEANI, GUSTAVO; LODI, THIAGO A.; MASTELARO, VALMOR R.; JACOBSOHN, LUIZ G.; DE CAMARGO, ANDREA S. S.. Photoluminescence and X-ray induced scintillation in Gd3+-modified fluorophosphate glasses doped with Ce3+. Optical Materials, v. 133, p. 6-pg., 2022-09-09. (13/07296-2, 18/03931-9, 13/07793-6)

PINTO, IAGO CARVALHO; GALLEANI, GUSTAVO; JACOBSOHN, LUIZ GUSTAVO; LEDEMI, YANNICK; MESSADDEQ, YOUNES; STUCCHI DE CAMARGO, ANDREA SIMONE. Fluorophosphate glasses doped with Eu3+ and Dy3+ for X-ray radiography. Journal of Alloys and Compounds, v. 863, MAY 15 2021. (18/03931-9, 13/07793-6)

GALLEANI, GUSTAVO; BRADTMUELLER, HENRIK; FARES, HSSEN; SANTAGNELI, SILVIA HELENA; NALIN, MARCELO; ECKERT, HELLMUT. BiF3 Incorporation in Na/Ba Mixed Network Modifier Fluoride-Phosphate Glasses: Structural Studies by Solid-State NMR and Raman Spectroscopies. Journal of Physical Chemistry C, v. 124, n. 46, p. 25578-25587, NOV 19 2020. (18/24735-3, 13/07793-6, 18/03931-9, 15/22828-6)

DE OLIVEIRA JR, MARCOS; GALLEANI, GUSTAVO; MAGON, CLAUDIO JOSE; ECKERT, HELLMUT. Modern magnetic resonance approaches for characterizing rare-earth containing glasses and glass ceramics. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 552, JAN 15 2021. (18/03931-9)

LODI, THIAGO A.; GALLEANI, GUSTAVO; MERIZIO, LEONNAM G.; JACOBSOHN, LUIZ G.; MASTELARO, VALMOR R.; DE CAMARGO, ANDREA S.. Tungsten gallium-phosphate glasses as promising intrinsic scintillators. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 603, p. 7-pg., 2022-12-22. (13/07793-6, 18/03931-9, 19/21770-5)

LODI, THIAGO A.; DOS SANTOS, JESSICA F. M.; GALLEANI, GUSTAVO; JACOBSOHN, LUIZ G.; CATUNDA, TOMAZ; DE CAMARGO, ANDREA S. S.. Promising Tb3+-doped gallium tungsten-phosphate glass scintillator: Spectroscopy, energy transfer and UV/X-ray sensing. Journal of Alloys and Compounds, v. 904, p. 10-pg., 2022-05-25. (13/07793-6, 18/03931-9)

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. (18/03931-9, 13/07793-6)

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. (17/06649-0, 18/03931-9, 13/07793-6, 18/24735-3)

LODI, THIAGO A.; GALLEANI, GUSTAVO; JUNIOR, MARCOS DE OLIVEIRA; SANTAGNELI, SILVIA H.; ECKERT, HELLMUT; CAMARGO, ANDREA S. S. DE. Preparation, characterization, and structural studies of new sodium gallium tungstate phosphate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 603, p. 9-pg., 2022-12-26. (18/03931-9, 15/22828-6, 13/07793-6)