Estudio del entorno local del ion Eu 3+ en vidrios mediante espectroscopia óptica

Abstract

Esta tesis presenta los resultados de un estudio realizado en vidrios de borato, fluorozirconato, fluoroindato y fluorobotato dopados con distintas concentraciones de Eu 3+. El objetivo principal ha sido analizar las propiedades del ion Eu 3+ en los diferentes vidrios aplicando técnicas de espectroscopía optica, especialmente la excitación selectiva con laser. Estas propiedades se discuten desde el punto de vista estructural de cada matriz particular y de la distribución de entornos para los iones Eu 3+. En los vidrios analizados se observa una variación sistemática de un entorno a otro en la energía de los niveles stark 7 F j, la intensidad de las transiciones electrónicas , el tiempo de vida y la intensidad de campo cristalino. Todo indica que los iones Eu3+ ocupan un mismo tipo de entornos en estos vidrios. En vidrios de diborato cálcico los iones Eu3+ enlazan predominantemente con los oxigenos no-puente de las unidades BO3, mucho más flesibles que las unidades BO4 de los grupos diborato. Los distintos entornos presentan coordinación próxima a 8 y se obtienen de la ditorsión progresiva de una estructura de partida, como el antiprisma bicapeado, el dodecaedro triangulado o el prisma trigonal bicapeado. Si se aumenta la concentración de Eu3+ se observan procesos de migración de energía con interacción entre iones de tipo cuadrupolo-cuadrupolo, asimétrica y dependiente de la energia. En vidrios de fluorozirconato y de fluoroindato se tiene una distribución de entornos para los iones Eu3+ muy similar en ambas familias, aunque con mayor simetría en los vidrios de fluoroindato. La excitación selectiva de los iones Eu3+ en entornos de alto campo cristalino muestra un proceso de excitación simultanea de todos los iones Eu3+ del vidrio. A partir del estudio del vitrocerámico de flurozirconato se desprende la existencia de una estructura "patron" para los vidrios de fluorozirconato dada por la fase cristalina EuZrF7.