Structure and photoluminescence of magnesium germanate containing tetravalent manganese as activating cation

Larissa Nolding Nicolau; Ada López; Lilian Pantoja Sosman; Sandra da Silva Pedro

doi:10.63595/vetor.v35i1.18365

Autores

Larissa Nolding Nicolau Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
Ada López Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) https://orcid.org/0000-0001-8144-1956
Lilian Pantoja Sosman Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) https://orcid.org/0000-0003-0145-2714
Sandra da Silva Pedro Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) https://orcid.org/0000-0001-8225-5418

DOI:

https://doi.org/10.63595/vetor.v35i1.18365

Palavras-chave:

Cerâmicas, Difração de raios-X, Fotoluminescência, Mn4+

Resumo

Apresentamos a síntese pelo método do acetato do composto germanato de magnésio (Mg₂GeO₄) contendo Mn⁴⁺ como cátion ativador de transições ópticas. A estrutura cristalina do composto foi caracterizada através de medidas de difração de raios-X em conjunto com o método de Rietveld, que confirmaram a formação do composto pretendido. Medidas de espectroscopia de fotoluminescência mostram uma emissão na região do vermelho. Sob excitação de 287 nm, o espectro de emissão exibe um pico intenso em 660 nm, acompanhado de diversas estruturas. As transições ópticas foram identificadas e confirmam a ocupação do Mn⁴⁺ em simetria octaédrica. A partir dos espectros ópticos os parâmetros de campo cristalino Dq, B e C foram calculados. O tempo de vida da emissão é da ordem de 2,8 ms, compatível com a transição eletrônica proibida por spin ²E(²G) → ⁴A₂(⁴F) atribuída à emissão em 660 nm. Os resultados indicam que a amostra foi sintetizada com sucesso e as suas propriedades ópticas podem ser aproveitadas em dispositivos que operam com emissão na faixa do vermelho no espectro visível.

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Biografia do Autor

Larissa Nolding Nicolau, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)

Graduada pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) em Licenciatura Plena em Física. Mestrado em Física da Matéria Condensada (Experimental) pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), atuando em pesquisas relacionadas a síntese e análise por difração de raios x e por Espectroscopia de Fotoluminescência de amostras cerâmicas com alto grau de pureza. Atualmente com Doutorado em curso em Física da Matéria Condensada (Experimental) pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), realizando estudos relacionadas à produção, análise estrutural por difração de raios x e investigação de propriedades ópticas por Espectroscopia de Fotoluminescência de amostras cerâmicas.

Ada López, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)

possui graduação em Física pela Universidad Nacional de Asunción (1991), mestrado em Física pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (1996), doutorado em Física pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (2004) e posdoutorado na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2008). Atualmente é Professor Associado com dedicação exclusiva na Universidade do Estado do Rio de Janeiro e atua no Departamento de Eletrônica Quântica. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física da Matéria Condensada Experimental, atuando principalmente nos seguintes temas: Difração de raios X, Espectroscopia Mössbauer, Preparação de novos materiais luminescentes e supercondutores.

Lilian Pantoja Sosman, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)

Possui bacharelado em Física pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (1985), mestrado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (1989) e doutorado em Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1994). Ingressou como docente categoria Adjunto no Instituto de Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, em 05/2000, promovida à categoria Associado em 08/2011 e aprovada à categoria de Professor Titular da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em 19/08/2019. Desenvolve trabalhos de pesquisa na área de Materiais Ópticos, produzindo cerâmicas luminescentes através de métodos de estado sólido, que são investigadas com as técnicas de fotoluminescência, excitação, absorção, espectroscopia fotoacústica e difração de raios X.

Sandra da Silva Pedro, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)

Possui graduação em Física (2005), mestrado em Física (2007) e doutorado em Física (2011) pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro, pós doutorado pela Universidade Federal Fluminense (2014) e estágio pós doutoral (2013) pela Universidade de Aveiro, em Portugal. Atualmente é professora associada no Departamento de Eletrônica Quântica no Instituto de Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) atuando na área de Física da Matéria Condensada com ênfase na pesquisa de novos materiais para investigação de propriedades ópticas. É Jovem Cientista do Nosso Estado (FAPERJ) e Procientista (UERJ) desde 2019.

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