Materiales fotoactivos basados en Cu2+ y Mn4+ en condiciones extremas de alta presión y temperatura

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo investigar las propiedades estructurales y electrónicas de materiales ópticamente activos con iones de metales de transición mediante espectroscopía óptica en función de la presión y la temperatura. Estos materiales tienen aplicaciones potenciales como catalizadores, sensores piezocrómicos y cerámicas de gran constante dieléctrica -aquellos basados en Cu2+-, o como fósforos rojos eficientes, iluminación LED blanca o sensores P-T -aquellos basados en óxidos de Mn4+. Estudiamos dos compuestos de Cu2+: Cs2CuCl4 y CaCu3Ti4O12. El objetivo en el cloruro de cobre es determinar las propiedades ópticas dependientes de las unidades moleculares CuCl2-4 a través de las transiciones d-d y de las bandas de transferencia de carga del Cl- hacia EL Cu2+. Además también mostramos el origen de su piezocroísmo, el cual esta relacionado con el desplazamiento al rojo de la banda de transferencia de carga con la presión. El titanato de cobre es conocido por tener una gran permitividad dieléctrica y potencial como fotocatalizador. Aquí investigamos sus propiedades electrónicas y estructura cristalina en función de la presión. El interés de los óxidos de Mn4+ reside en su potencial para sintetizar fósforos de emisión roja muy eficientes. Seleccionamos dos materiales matriz que proporcionan sitios substitucionales distintos: uno perfectamente octaédrico para alojar el Mn4+ (Mg2TiO4) y otro con dos sitios de baja simetría distintos para el Mn4+ (Sr4Al14O25), de tal forma que podemos investigar la influencia de la simetría de sitio en las propiedades luminiscentes y, en particular, las dinámicas respectivas del estado excitado. Hemos desarrollado un modelo dinámico para explicar las variaciones no correlacionadas del tiempo de vida y la intensidad luminiscente con la presión y la temperatura de los fósforos de Mn4+.