Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)
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Item Síntese e caracterização de filmes finos do sistema Y2O3-Er2O3-Al2O3-B2O3 para aplicação como amplificadores ópticos planares.(2008-09-30) Maia, Lauro June QueirozEsse trabalho de tese descreve a síntese e a caracterização de materiais amorfos e cristalinos na forma de pó e de filmes finos pertencentes ao sistema Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3. O principal objetivo do trabalho foi o de obter filmes finos amorfos contendo íons Er3+ próximo à composição YAI3(BO3)4 (YAB), visando sua aplicação como amplificador em dispositivos ópticos integrados. Na síntese das amostras foi empregado o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel. Uma vez estabelecida às condições de síntese das resinas e de sóis estáveis, diferentes parâmetros foram otimizados visando à deposição de filmes relativamente espessos e amorfos. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas de amostras cristalinas ou amorfas, na forma de pó e na forma de filmes finos, foram caracterizadas através das técnicas de análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia \"m-line\", medidas de espectros de luminescência. Baseado na análise térmica e estrutural das amostras na forma de pó, foi possível realizar a síntese de amostras na forma de filmes finos de composição Y1-xErxAl3(BO3)4 que apresentaram características estruturais, microestruturais e ópticas adequadas à aplicação desejada. Através do estudo das propriedades térmicas e estruturais, foi observado que as amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos e do método sol-gel apresentam respectivamente uma temperatura de transição vítrea (Tg) à 723 °C e à 746 °C e uma temperatura de cristalização (Tc) à 814 °C e à 830°C. O tratamento térmico à aproximadamente 1150 °C da amostra amorfa na forma de pó de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 contendo boro em excesso levou a obtenção de uma solução sólida cristalina de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4. No que se refere às propriedades dos filmes finos, as melhores condições de densificação, homogeneidade, eficiência de guiamento, emissão luminescente e tempo de vida foram observadas quando os filmes de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 foram tratados entre as temperaturas de Tg e Tc. Os filmes amorfos de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 se comportam como guias monomodos, apresentando alta emissão luminescente e um tempo de vida comparável a outros sistemas amorfos a base de boro. Esse comportamento mostra a viabilidade de aplicação desses filmes amorfos como amplificadores ópticos planares.Item Síntese e caracterização de filmes finos da fase ß-BaB2O4 a partir do sistema ternário BaO-B2O3-TiO2(2008-04-02) Maia, Lauro June QueirozEste trabalho teve como objetivo a síntese e a caracterização de pós e filmes finos da fase ß-BaB2O4 (ß-BBO) a partir do sistema temário BaO-B2O3-TiO2. A preparação destas amostras foi baseada na utilização de dois métodos de síntese: o método dos precursores poliméricos e o método de deposição por evaporação utilizando um feixe de elétrons. O estudo das amostras na forma de pós mostrou que a adição de TiO2 ao sistema BaO-B2O3 acelera o processo de decomposição térmica e reduz a temperatura de cristalização e de fusão da fase ß-BBO. No que concerne a obtenção da fase ß-BBO, a composição mais adequada é a que contém 4% de TiO2 e cristalizada a 700°C durante 2 horas. As propriedades estruturais, microestruturais e ópticas dos filmes também foram influenciadas pela quantidade de TiO2. Os filmes finos contendo 4% de TiO2 e cristalizados a 650°C apresentam somente a fase ß-BBO com um alto grau de orientação preferencial quando depositados sobre substratos de quartzo amorfo, silício e quartzo monocristalinos. Filmes finos cristalinos depositados pelo método de evaporação por feixe de elétrons contendo a fase ß-BBO somente foram obtidos \"in-situ\" quando os substratos foram aquecidos a 650°C. Os filmes cristalinos obtidos por ambos os métodos apresentaram o efeito de geração de segundo harmônico (\"SHG\").