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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4068| Tipo: | Tese |
| Título: | SÍNTESE DE MICROCRISTAIS DE CsPbBr3 PUROS E DOPADO COM Pr: INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES FOTOLUMINESCENTES E FOTOELETROQUÍMICAS |
| Autor(es): | ADAILTON CHIMENES NOGUEIRA |
| Primeiro orientador: | Heberton Wender Luiz dos Santos |
| Resumo: | Atualmente, os compostos do tipo perovskita têm sido amplamente investigados tendo em vista suas características promissoras na optoeletrônica, com emergentes aplicações em dispositivos tais como células solares, diodos emissores de luz (LEDs), lasers, diodos e fotocatálise. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo a síntese de microcristais de CsPbBr 3 por precipitação em meio ácido e sua dopagem com diferentes concentrações de Pr visando melhorar suas propriedades fotoluminescentes e fotoeletroquímicas. A morfologia dos materiais produzidos mostrou-se dependente da temperatura de tratamento térmico, passando de microcubos e microplacas até 250 ºC, para partículas esféricas coalescidas a 600 °C. Por EDX mostrou-se que os elementos Cs, Pb, Br e Pr foram homogeneamente distribuídos no material, cuja concentração de Pb diminuiu com o aumento da quantidade de Pr. A amostra pura apresentou fase ortorrômbica da estrutura CsPbBr 3 , com pequenas quantidades de Cs 4 PbBr 6 e CsCO 3 como fases secundárias, resultados corroborados por espectroscopia Raman. Evidenciou-se uma diminuição dos estados intragaps presentes nas amostras após o tratamento térmico. A energia de banda proibida das amostras foi de, em média, 2,33 eV para todas as amostras, independentemente da dopagem com Pr. Os fotoeletrodos preparados a partir das amostras mostraram uma diminuição na resistência de transferência de carga na interface filme/eletrólito sob irradiação em 420 nm quando tratados a 600 °C ou dopados com Pr. Na voltametria linear, observou-se que a amostra contendo 14% de Pr apresentou a maior geração de fotocorrente em comparação com os demais eletrodos estudados. Em conclusão, mostramos neste trabalho que o tratamento térmico a 600 °C melhorara as propriedades estruturais e eletrônicas do CsPbBr 3 com melhoras nas propriedades fotoluminescentes e fotoeletroquímicas. Além disso, a inserção do íon Pr 3+ de forma efetiva na estrutura do CsPbBr 3 , através de uma dopagem substitucional do Pb, melhora significativamente as propriedades de transferência de carga e geração de fotocorrente. |
| Abstract: | Currently, perovskite-type compounds have been widely investigated in view of their promising characteristics in optoelectronics, with emerging applications in devices such as solar cells, light emitting diodes (LEDs), lasers, diodes and photocatalysis. In this context, this work aimed at the synthesis of CsPbBr 3 microcrystals by precipitation in an acid medium and their doping with different concentrations of Pr in order to improve their photoluminescent and photoelectrochemical properties. The morphology of the materials produced was dependent on the heat treatment temperature, going from microcubes and microplates up to 250 ºC to spherical particles coalesced at 600 °C. By EDX it was shown that the elements Cs, Pb, Br and Pr were homogeneously distributed in the material, whose Pb concentration decreased with the increase in the amount of Pr. The pure sample presented an orthorhombic phase of the CsPbBr 3 structure, with small amounts of Cs 4 PbBr 6 and CsCO 3 as secondary phases, results corroborated by Raman spectroscopy. A decrease in the intragaps states present in the samples was evidenced after the heat treatment. The forbidden band energy of the samples was, on average, 2.33 eV for all samples, regardless of Pr doping. The photoelectrodes prepared from the samples showed a decrease in the charge transfer resistance at the film/electrolyte interface under irradiation at 420 nm when treated at 600 °C or doped with Pr. In linear voltammetry, it was observed that the sample containing 14% of Pr had the highest photocurrent generation compared to the other electrodes studied. In conclusion, we show in this work that heat treatment at 600 °C improves the structural and electronic properties of CsPbBr 3 with improvements in photoluminescent and photoelectrochemical properties. Furthermore, the effective insertion of the Pr 3+ ion into the structure of CsPbBr 3 , through a substitutional doping of Pb, significantly improves the properties of charge transfer and photocurrent generation. |
| Palavras-chave: | Microestrutura Perovskita Emissão no verde Fotocorrente. |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Restrito |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4068 |
| Data do documento: | 2021 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Química |
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