Desenvolvimento de tecnologia para produção de nanoclusters metálicos em vidros de germanato

Abstract

O presente trabalho mostra pela primeira vez o desenvolvimento de tecnologia para produção de nanoclusters metálicos em vidros de germanato (GeO2-PbO). São investigadas as melhores condições para formação de nanoclusters e nanopartículas de prata através das variações das temperaturas e tempos de tratamento térmico. Também é mostrada a influência de nanoclusters de prata na emissão de íons de terras-raras. Os resultados obtidos mostram que nanoclusters de prata se formam mais facilmente ao tratar a amostra em temperatura de 420°C. Para formar nanoclusters é preciso que os íons tenham menor mobilidade o que ocorre em condições de maior viscosidade, e portanto, quando a amostra é tratada em temperatura inferior a de transição vítrea. Para tratamento de 12h observa-se a maior emissão dos nanoclusters de prata, centrada em 600 nm, para excitação em 355 nm. Por meio da microscopia eletrônica de transmissão foram observados nanoclusters com forma esférica e tamanho médio de 3 nm; através da difração de elétrons foi identificada a natureza amorfa dos nanoclusters. Para formar as nanopartículas metálicas é preciso que haja alta mobilidade dos íons o que é favorecido pela baixa viscosidade quando o vidro é tratado em temperaturas superiores a de transição vítrea, que no caso foi de 470°C. Neste caso para 12h de tratamento já é observada banda de absorção associada aos plasmons da prata. Nanopartículas cristalinas de prata com tamanho médio de 17 nm são observadas por microscopia eletrônica de transmissão. A diminuição da emissão na região do visível para amostras com mesma concentração de AgNO3 e diferentes concentrações de Yb2O3 indica a transferência de energia de nanoclusters de prata para íons de Yb3+ (amostras 4,5AgNO3 /2Yb2O3 e 4,5 AgNO3 /4,5 Yb2O3 , em % de peso). Na região do infravermelho tal fato é corroborado pelo aumento da emissão dos íons de Yb3+, para amostras com mesma concentração de Yb2 O3 e aumento da concentração de AgNO3 (amostras e 2AgNO3 /4,5 Yb2O3 e 4,5 AgNO3 /4,5 Yb2O3 em % de peso).