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Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações

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Resumo Original (PT):

ATRAVÉS DO PROCESSO SOL-GEL, FOI SINTETIZADO O MATERIAL SEMICONDUTOR DIÓXIDO DE ESTANHO (SNO2) DOPADO COM OS TERRAS-RARAS ER E EU, SENDO OBTIDAS AMOSTRAS NA FORMA DE XEROGÉIS (PÓS) E FILMES FINOS, NESTE ÚLTIMO CASO PELA TÉCNICA DE EMERSÃO. A INTRODUÇÃO DOS TERRAS-RARAS PROVOCA DESORDENS ESTRUTURAIS NO MATERIAL E IMPEDE O CRESCIMENTO DOS CRISTALITOS, CUJO TAMANHO VARIA ENTRE 5-20NM, DEVIDO A SEGREGAÇÃO DOS TERRAS-RARAS NA SUPERFÍCIE DAS PARTÍCULAS, O QUE ESTÁ RELACIONADO A SUA BAIXA SOLUBILIDADE EM SNO2. A ANÁLISE DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS MOSTRA EMISSÃO EFICIENTE DOS ÍONS TERRAS-RARAS ER3+ E EU3+ QUANDO INTRODUZIDOS NESTA MATRIZ. A EMISSÃO É CONFIRMADA TANTO POR EXCITAÇÃO DIRETA DESTES ÍONS, COMO POR PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA, TANTO CORRESPONDENTE AO BANDGAP DA MATRIZ COMO RESSONANTE COM A TRANSIÇÃO 2F7/2→2F5/2 DE ÍON YB3+ EM AMOSTRAS CODOPADAS COM ER3+ E YB3+. A ANÁLISE POR FOTOLUMINESCÊNCIA PERMITE DISTINGUIR TERRAS-RARAS EM SÍTIOS SUBSTITUCIONAIS A SN4+ OU EM CENTROS NA SUPERFÍCIE DAS PARTÍCULAS. A INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS MOSTRA UM AUMENTO DE RESISTIVIDADE DE ATÉ SEIS ORDENS DE MAGNITUDE EM RELAÇÃO A FILMES NÃO DOPADOS. ISTO ESTÁ RELACIONADO COM O CARÁTER ACEITADOR DE ÍONS ER3+ E EU3+ EM SNO2, QUE É NATURALMENTE TIPO-N, O QUE ACARRETA ALTA COMPENSAÇÃO DE CARGA E TAMBÉM BARREIRAS DE POTENCIAL INTERGRANULARES QUE DIMINUEM A MOBILIDADE ELETRÔNICA. FOI INVESTIGADA TAMBÉM A CAPTURA DE ELÉTRONS FOTOEXCITADOS POR CENTROS DE ER E EU TERMICAMENTE ATIVADOS. À MEDIDA QUE SE AUMENTA A TEMPERATURA E A CONCENTRAÇÃO DE ER E EU, MAIOR É A TAXA DE CAPTURA. DO MODELO PROPOSTO, FORAM OBTIDOS PARÂMETROS IMPORTANTES, COMO A BARREIRA DE CAPTURA DEVIDO AOS DEFEITOS DOMINANTES. ASSIM, ESPERA-SE QUE O ESTUDO DOS MECANISMOS DE EXCITAÇÃO E DECAIMENTO POSSIBILITE NUM FUTURO PRÓXIMO, AUXILIAR NA PRODUÇÃO DE NOVOS DISPOSITIVOS, TAIS COMO CÉLULAS ELETROLUMINESCENTES, ALIANDO AS PROPRIEDADES DA MATRIZ SNO2 COM AS LUMINESCENTES DOS ÍONS TERRAS-RARAS.

Palavras-Chave (EN):

Resumo Original (EN):

THE SEMICONDUCTOR MATERIAL TIN DIOXIDE (SNO2) HAS BEEN PRODUCED BY THE SOL-GEL PROCESS, DOPED WITH THE RARE-EARTH ER AND EU. SAMPLES ARE OBTAINED IN THE FORM OF XEROGELS (POWDER) AND THIN FILMS, IN THIS LATTER CASE BY THE DIP-COATING TECHNIQUE. THE INCORPORATION OF RARE-EARTH IONS PROMOTES STRUCTURAL DISORDER IN THE MATERIAL, WHICH AVOIDS THE CRYSTALLITE GROWTH DUE TO SEGREGATION OF RARE-EARTH IONS TO THE PARTICLES SURFACE, WHICH IS RELATED TO THE LOW SOLUBILITY IN THE SNO2 MATRIX. THE CRYSTALLITE SIZE IS IN THE RANGE 5-20NM. ANALYSIS OF OPTICAL PROPERTIES SHOWS EFFICIENT EMISSION OF RARE-EARTH IONS ER3+ AND EU3+, WHEN INTRODUCED IN THIS MATRIX. THIS EMISSION IS CONFIRMED EITHER BY DIRECT EXCITATION OF IONS, AS WELL AS BY ENERGY TRANSFER PROCESSES, CORRESPONDING TO THE MATRIX BANDGAP OR TO THE TRANSITION 2F7/2→2F5/2 OF YB3+ ION IN SAMPLES CODOPED WITH ER3+ AND YB3+. PHOTOLUMINESCENCE SPECTRA ALLOW DISTINGUISHING RARE-EARTH IONS IN SUBSTITUTIONAL SITES OF SN4+ AND PARTICLES SURFACE LOCATED CENTERS. INVESTIGATION OF ELECTRICAL PROPERTIES SHOW A RESISTIVITY INCREASE UP TO 6 ORDERS OF MAGNITUDE COMPARED TO UNDOPED FILMS. THIS BEHAVIOR IS RELATED WITH THE ACCEPTOR LIKE CHARACTER OF ER3+ AND EU3+ IN SNO2, WHICH IS NATURALLY A N-TYPE MATERIAL, LEADING TO A HIGH CHARGE COMPENSATION DEGREE AND ALSO TO INTERGRAIN POTENTIAL BARRIERS THAT DECREASE THE ELECTRONIC MOBILITY. IT HAS ALSO BEEN INVESTIGATED THE CAPTURE OF PHOTOGENERATED ELECTRONS BY ER AND ER THERMALLY ACTIVATED CENTERS. WHEN THE TEMPERATURE IS RAISED OR THE ER OR EU CONCENTRATION IS INCREASED THE CAPTURE RATE BECOMES FASTER. FROM A PROPOSED MODEL, SOME VERY RELEVANT PARAMETERS ARE OBTAINED, SUCH AS THE CAPTURE BARRIER DUE TO THE DOMINATING DEFECT. THEN, WE HOPE THAT THE PRESENT WORK CONCERNING THE EXCITATION AND DECAY MECHANISMS LEAD TO THE KNOWLEDGE FOR THE PRODUCTION OF NEW DEVICES, SUCH AS ELECTROLUMINESCENT CELLS, ALLYING TO THE PROPERTIES OF THE SNO2 MATRIX, THE LUMINESCENCE OF RARE-EARTH IONS.

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