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ESTUDIO DE LA DINÁMICA LUMINISCENTE EN NANOCRISTALES DE ZrO2 Y Y2O3 DOPADOS CON Yb3+-Er3 POR MEDIO DE ECUACIONES DE RAZÓN CON UN ENFOQUE MACROSCÓPICO Y MICROSCÓPICO
LUIS OCTAVIO MEZA ESPINOSA
Luis Armando Diaz-Torres
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
TIERRAS RARAS, FOTOLUMINISCENCIA, NANOCRISTALES, SISTEMAS CRISTALINOS
"Recientemente ha existido un creciente interés en la investigación de óxidos nanocristalinos, tanto en la investigación básica como aplicada. Los nanocristales de Y2O3 y ZrO2 dopados con Er3+/Yb3+ presentan propiedades físicas favorables, como un band gap ancho entre 4.6 y 7 eV, además de su facilidad de síntesis en el régimen nanométrico. En particular, la intensidad y tiempo de vida luminiscente dependen de la concentración de dopantes, contaminantes superficiales, la fase cristalina, forma y tamaño de nanocristal. En esta tesis estudiamos estas dependencias usando ecuaciones de razón que gobiernan la emisión luminiscente. Ecuaciones de razón tienen dos enfoques, en su forma macroscópica y microscópica. Ecuaciones de razón macroscópicas consideran la densidad de población promedio de cada nivel, usando este modelo no es posible estudiar el efecto de la fase cristalina. El número de ecuaciones diferenciales ordinarias (Ordinary Differential Equations u ODEs) es igual al número de estados energéticos. Ecuaciones de razón microscópicas consideran la probabilidad individual de cada ion de estar en un estado energético, en este caso, si es posible estudiar la naturaleza discreta de los nanocristales. El número de ODEs es igual al número de iones dentro del cristal multiplicado por el número de estados de cada ion. Usando ecuaciones de razón mostraremos que: (i) es posible controlar la emisión entre la banda roja y verde ajustando la concentración de dopante de Yb3+ y Er3+. Adicionalmente, este modelo nos facilita la cuantificación de los mecanismos de conversión ascendente responsables de la emisión visible bajo una excitación de 970 nm.  (ii) Un modelo microscópico fue usado para aproximar la dinámica de conversión ascendente y descendente de nanocristales de Y2O3 y ZrO2 codopado con  iones de Yb3+ y Er3+. En este caso, el modelo toma encuentra la fase cristalina. (iii) El tamaño de nanocristal y los mecanismos de relajación noradiativos hacia diferentes contaminantes superficiales, como aniones de CO2 y CH2, son muy importantes para explicar la inhibición de la luminiscencia. El excelente ajuste de los decaimientos simulados y experimentales sugieren que los mecanismos de transferencia de energía responsables de la emisión visible depende de la contracción de dopantes, contaminantes superficiales, fase cristalina, forma y tamaño de nanocristales."
2011-02
Tesis de doctorado
Español
León, Guanajuato
Público en general
Meza Espinoza, (2011). "Estudio de la dinámica luminiscente en nanocristales de ZrO2 y Y2O3 dopados con Yb3+-Er3+ por medio de ecuaciones de razón con un enfoque macroscópico y microscópico". Tesis de Doctorado en Ciencias (Óptica). Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. León, Guanajuato. 104 pp.
ÓPTICA
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