Estudo das propriedades ópticas, linear e não linear, e elétrica dos vidros da família Li2O-TeO2-WO3

Abstract

Neste trabalho de doutoramento é proposto um novo modelo estrutural que explica satisfatoriamente como a estrutura dos vidros do sistema Li2O-TeO2-WO3 responde a estímulos ópticos e elétricos. Esse modelo afirma que a estrutura vítrea é formada basicamente por uma rede composta por poliedros TeO4 na fase α-TeO2 e por ilhas estruturais, as quais são compostas por poliedros TeO4 nas fases α-TeO2 e γ-TeO2 e por pirâmides trigonais O=TeO2. Contudo, dependendo da composição da amostra a estrutura dessas ilhas também pode conter os poliedros: O=WO2, O=WO5 e/ou 2[O=WO5]. Estas são as responsáveis pelas características excepcionais dos teluritos (por exemplo, altos índices de refração) devido sua alta polarizabilidade contribuir com a hiperpolarizabilidade de toda amostra. Os vidros do sistema 80TeO2-(20-x)Li2O-xWO3 para x = 0, 5, 10, 15 e 20 % mol, foram pesquisados por meio das seguintes técnicas experimentais: espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espalhamento Raman, espectroscopia de absorção no ultravioleta – visível, difração de raios – X, z-scan, além disso, obteve-se o índice de refração linear na região do visível e na região espectral de teraHertz. A técnica de espectroscopia em teraHertz possibilitou obter os espectros de absorção dessas amostras vítreas os quais mostraram que essa é uma região de alta absorção e como previsto pelo modelo alta magnitude do índice de refração

This doctoral study proposes a new structural model of the glass system Li2O-TeO2-WO3 which satisfactorily explains how the structure responds to optical and electrical stimuli. This model says that the glass structure is basically formed by a network of polyhedral TeO4 in α- TeO2 phase and by clusters which are composed of polyhedra TeO4 in both α- TeO2 and γ-TeO2 phases and by the trigonal pyramids O=TeO2. However, depending on the composition of the sample the structure of the cluster may also contain the polyhedra, O=WO2, O = WO5 and / or 2[O=WO5]. The clusters are responsible for the exceptional characteristics of tellurite (eg, high refractive index) due to its high polarizability sustain the hyperpolarizability of the whole sample. The glass system 80TeO2-(20-x) Li2O-xWO3 for x = 0, 5, 10, 15 and 20 mol%, were studied by the following experimental techniques: infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, absorption spectroscopy in the ultraviolet – visible, X-ray diffraction, z-scan, in addition, we obtained the linear refractive index in the visible and in the teraHertz range. The teraHertz spectroscopy technique allowed to obtain the absorption spectra of these samples which showed that this is a region of high absorption and high magnitudes of the refractive index as predicted by the model