Crescimento e caracterização de cristais fluoretos dopados com terras raras

Abstract

Em lasers de estado sólido, tanto a natureza quanto a concentração do dopante ou elemento ativo introduzido na matriz hospedeira influenciam fortemente as propriedades ópticas do sistema laser. Informações sobre a estrutura local da impureza introduzida na matriz, tais como, sitio ocupado na rede, distâncias interatômicas e coordenação dos átomos, assim como a distribuição da mesma no cristal fornecem dados importantes para a avaliação do potencial do sistema para ação laser. Uma vez determinado o potencial desses íons, a escolha do material hospedeiro determina a viabilidade de novos lasers. Vários sistemas lasers foram obtidos até o presente a partir de elementos terras raras introduzidos em matrizes de fluoretos. Cristais como YLF:Nd e YLF:Ho:Er:Tm encontram aplicações diversas em pesquisa fundamental, na indústria e na área médica. O LiCaAlF6, classificado como sendo do tipo colquerita apresenta estrutura cristalina trigonal, pertencendo ao grupo espacial P-31C e parâmetros de rede a = 4,996A e c = 9,636 A, os quais podem ser ligeiramente modificados em função da inclusão de dopantes. O BaLiF3 é uma perovskita invertida com estrutura cúbica (grupo hO1 - Pm3m ) onde o íon monovalente Li+ encontra-se no centro de um octaedro F6 o íon divalente Ba2+ encontra-se em um sitio de coordenação 12, resultando em um campo de interação diferente das perovskitas clássicas. O objetivo deste estudo é a preparação, (síntese e crescimento) de cristais LiCaAlF6 e BaLiF3 dopados com terras raras para caracterização de suas propriedades visando aplicações ópticas. Foram crescidos cristais de BLF:Nd, BLF:Yb, BLF:Ce, LiCAF puro, LiCAF:Er, LiCAFEr:Na através do método Czochralski. Observou-se problemas de segregação durante o processo de crescimento. Caracterização óptica e química indicaram baixa incorporagdo dos elementos terras raras nos cristais crescidos. Os resultados da caracterização por análise de ativação neurônica, difração de raios-X e analise térmica serão discutidos.