Crecimiento de nanocristales inducidos por tratamiento térmico y efecto del ion Eu3+ en vidrios de telurio

Abstract

En el presente trabajo se analizan las propiedades estructurales en el vidrio 17ZnO∙32CdO∙51TeO2 dopado con cantidades variables de Eu(NO3)3⋅6H2O (0 – 1.50 % mol) preparado a 1000°C mediante el método convencional de fusión de polvos y recocidos subsecuentemente a 350°C por 30 minutos. Una vez enfriados los vidrios se sometieron a tratamientos térmicos de 300° y 420°C por 5 horas. Los estudios térmicos se llevaron a cabo usando la calorimetría diferencial de barrido (CDB), revelando que la temperatura de transición vítrea se incrementa cuando se aumenta la concentración de iones de Eu3+. La investigación por difracción de rayos X (DRX) muestra que la estructura de estos vidrios es amorfa y con el tratamiento térmico a 420°C aparecen fases cristalinas nanométricas las cuales son más abundantes con baja concentración de europio o sin él. La fase cristalina ZnTeO3 predomina en todas las muestras con un tamaño de cristalito alrededor de 36 nm. Espectros Raman e infrarrojo con transformada de Fourier (IR-TF) muestran las bandas características que corresponden a la estructura de TeO3. Además, se identifica que los iones de Eu3+ inducen cambios estructurales que conducen a la formación de O2 molecular en los intersticios del retículo vítreo. Los espectros Raman de la serie de vidrios tratados térmicamente a 420°C presentan picos característicos superpuestos con las bandas anchas que indican la formación de fases cristalinas. Las imágenes de microscopia electrónica de transmisión (MET) confirman la generación de nanocristales de ZnTeO3, Te2O5 y Te. En el tratamiento térmico a 420°C, la concentración de óxidos modificadores de red y el rol de los iones de Eu3+ conducen al desarrollo de las fases cristalinas. Los espectros de fotoluminiscencia obtenidos con una longitud de onda de excitación de 392 nm presentan bandas relacionadas con las emisiones debidas a las transiciones del Eu3+. La intensidad de radio (R), aumenta con los tratamientos térmicos, lo que sugiere que la asimetría alrededor de los iones de europio aumenta. Las coordenadas de cromaticidad y la pureza del color (PC) se calcularon tomando todas las emisiones de los vidrios excitados a 613 nm. El vidrio ZCT-1.5 del T420, emite una luz naranja-rojizo de 1895 K, con coordenadas de cromaticidad (0.622, 0.357) y 95.96 % de pureza de color. Las coordenadas de cromaticidad de este vidrio, se aproximan a las coordenadas (0.67, 0.33) del fósforo rojo propuesto por National Television Standard Committee.