Capítulo 5 – Conclusões e Perspectivas
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5.1 Conclusões
Neste trabalho os objetivos principais eram:
1- Verificar a influência de diferentes taxas de resfriamento usadas na etapa de produção das amostras, via sol-gel protéico, na relação entre as concentrações das fases monoclínica e hexagonal do SrAlβO4,
2- Verificar a influência das diferentes concentrações das fases monoclínica e hexagonal nas propriedades ópticas do SrAlβO4, e
3- Estudar a participação do Dy nos mecanismos de luminescência do SrAlβO4.
Em relação ao primeiro objetivo, o método sol-gel protéico se mostrou adequado para a produção dos nanopós de aluminato de estrôncio (SrAl2O4)puro e dopado com Eu e Dy. Os pós cerâmicos foram obtidos calcinando o xerogel do cloreto de alumínio-estrôncio a temperatura de 1100 °C por 4 h, utilizando diferentes taxas de resfriamento de 2 a 20 °C/min.
Utilizando a difração de raios X e um programa simples de refinamento, o PowderCell, foi possível determinar de forma mais confiável do que os métodos anteriores existentes na literatura as proporções das fases monoclínica e hexagonal e a influência da taxa de resfriamento nestas concentrações. Esta informação é relevante para o processo de produção do SrAl2O4 e para possíveis aplicações tecnológicas, já que as propriedades ópticas sofrem influências da razão fase monoclínica/fase hexagonal presente, como visto nas etapas de caracterização.
Os resultados indicam que além da forma como a amostra é resfriada, o tipo de dopante também influencia na razão entre as duas fases cristalinas. As amostras puras e dopadas com Dy apresentaram maior quantidade de fase monoclínica quando a amostra era resfriada com taxa de 10 °C/min. Já para as amostras dopadas com Eu, a taxa de 2 °C/min foi a que favoreceu a formação da fase monoclínica.
Este resultado pode ser interpretado em termos das energias de rede das duas fases cristalinas associando e feito de tamanho de partícula obtida por imagens de MEV. Já o comportamento da razão das duas fases com tipo de dopante ainda não está completamente entendido, mas apresenta indícios de estar relacionado com o tipo de defeito criado tanto na fase hexagonal quanto na fase monoclínica quando o dopante é acrescentado ao sistema.
A análise morfológica das amostras através da microscopia eletrônica de varredura confirmou ainda a presença de partículas nanométricas nas diferentes amostras.
Capítulo 5 – Conclusões e Perspectivas
58 Em relação ao segundo objetivo geral deste trabalho, pode-se afirmar não só que a razão entre as fases hexagonal e monoclínica influencia fortemente as propriedades luminescentes, mais especificamente a resposta radioluminescente do material, como também constatar que esta influência é altamente dependente do dopante. No caso específico dos dois dopantes estudados, o efeito é exatamente inverso. A maior eficiência luminescente do sistema dopado com Eu foi para amostras com maior teor da fase monoclínica, enquanto que, para o Dy, a maior eficiência RL foi obtida para a amostra com maior concentração da fase hexagonal. Além disso, foi possível constatar uma diferença de comportamento bastante significativo em relação aos dois dopantes sob irradiação. Enquanto que nas amostras dopadas com Eu, uma grande parte da emissão RL é devida a Eu2+, reduzido por efeito da radiação durante a medida, nas amostras de Dy a emissão é sempre devida ao Dy3+. Este efeito na verdade, é um dos fatores que explicam o comportamento da eficiência RL vs concentração da fase monoclínica nos sistemas SrAl2O4 dopado com Eu ou Dy.
O terceiro objetivo tem uma importância para a compreensão dos mecanismos básicos que governam a fosforescência de longa duração dos sistemas a base de aluminatos de cálcio, estrôncio e bário. Esta é a principal propriedade que tem gerado interesses tecnológicos e tem sido a principal motivação deste e de outros trabalhos do grupo.
O papel do Dy na emissão luminescente, no caso específico do presente trabalho, a radioluminescência, demonstrou ser bem maior do que a literatura propõe que é o papel de um simples coadjuvante ajudando a estabilizar o Eu2+ na matriz dos aluminatos de Sr e Ba. O resultados de intensidade RL vs concentrações relativas das fases, já revelou um papel ativo do Dy. Os resultados do espectro XEOL, quando comparados com o comportamento do espectro XEOL do Eu, por exemplo, no SrAl2O4 (Montes et al., 2008), demonstra que o Dy participa ativamente do processo de luminescência, não só como centro luminescente excitado de forma indireta mas como também diretamente pela absorção dos fótons de raios X.
No entanto, o papel maior do Dy surpreendente é no mecanismo de decaimento da luminescência excitada por pulsos de raios X. Enquanto que o Eu aparenta ter um comportamento mais ou menos igual estando ou não na presença do Dy na matriz do SrAl2O4, o Dy tem uma drástica mudança de comportamento quando na presença de um codopante ou quando presente como dopante único nesta matriz. A mudança nos tempos de vida característicos e principalmente na fração de decaimento lento é drástica. Todos estes fatores indicam que o Dy tem que ser considerado como agente ativo no modelo de luminescência do sistema SrAl2O4.
Capítulo 5 – Conclusões e Perspectivas
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5.2 Proposta para trabalhos futuros
Produzir novas amostras com diferentes condições de resfriamento;
Refinar as medidas de difração de raios X com outro software de refinamento Rietveld, para ter uma maior confiabilidade nos resultados de quantificação de fases;
Realizar medidas de microscopia eletrônica de transmissão, para observar o comportamento do tamanho e da morfologia;
Estudar os mecanismos de luminescência possíveis excitando os diferentes átomos da matriz, através da técnica XAS;