Influência da Matriz Hospedeira nas Propriedades Estruturais, Vibracionais, Luminescentes e Termométricas de Ortovanadatos Dopados com Eu³⁺
ortovanadatos; terras raras; Eu³⁺; luminescência; termometria óptica; razão de intensidade de fluorescência.
Materiais luminescentes baseados em ortovanadatos dopados com íons terras raras têm sido amplamente investigados devido às suas excelentes propriedades ópticas e ao seu potencial para aplicações em dispositivos fotônicos e termometria óptica. Entretanto, a maioria dos estudos disponíveis na literatura concentra-se em matrizes hospedeiras individuais, dificultando uma compreensão sistemática da influência exercida pela composição da matriz sobre as propriedades estruturais, luminescentes e termométricas desses materiais. Neste contexto, esta dissertação teve como objetivo investigar, de forma comparativa, a influência da matriz hospedeira nas propriedades estruturais, vibracionais, luminescentes e termométricas de ortovanadatos dopados com Eu³⁺. As amostras LnVO₄:Eu³⁺ (Ln = Y, Gd, La, Lu, Yb, Ce, Nd e Bi) foram sintetizadas pelo método sol-gel modificado e caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de fotoluminescência, medidas de tempo de vida e termometria óptica baseada na Razão de Intensidade de Fluorescência (RIF). Os resultados de difração de raios X confirmaram a obtenção das fases cristalinas esperadas, enquanto a espectroscopia Raman evidenciou a influência da matriz hospedeira sobre os modos vibracionais dos grupos VO₄³⁻ e sobre a rigidez da rede cristalina. Os espectros de emissão apresentaram as transições características do Eu³⁺, com predominância da emissão ⁵D₀→⁷F₂, e a coexistência da banda larga da matriz confirmou a eficiente transferência de energia entre os grupos vanadato e o íon ativador. As medidas de tempo de vida demonstraram que a dinâmica de emissão depende da estrutura cristalina e do ambiente local do Eu³⁺. Os estudos de termometria óptica revelaram comportamento monotônico da RIF com a temperatura para todas as matrizes investigadas, demonstrando que o desempenho termométrico é fortemente influenciado pela natureza da matriz hospedeira. Entre os materiais estudados, YVO₄:Eu³⁺ e GdVO₄:Eu³⁺ apresentaram o melhor desempenho global, enquanto LuVO₄:Eu³⁺ destacou-se em temperaturas mais elevadas. De maneira geral, os resultados permitiram estabelecer correlações entre estrutura cristalina, propriedades vibracionais, processos de transferência de energia, dinâmica de emissão e resposta termométrica, evidenciando que a escolha da matriz hospedeira constitui um fator determinante na engenharia das propriedades ópticas de ortovanadatos dopados com Eu³⁺. Dessa forma, este trabalho contribui para a compreensão dos mecanismos físicos que governam esses materiais e fornece diretrizes para o desenvolvimento racional de novos sistemas luminescentes destinados a aplicações em sensoriamento óptico de temperatura e dispositivos fotônicos.