Síntesis, caracterización y descripción del comportamiento óptico de los sistemas BaCe0,91Sm0,09O3-[Delta] y BaCeO3-[Delta] frente a un proceso de quenching en la temperatura
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Resumen en español
Desde hace casi dos siglos las perovskitas han recibido atención por parte de los investigadores a causa de sus propiedades tan particulares. A través de esto, tanto en química como en física y mineralogía, dichas estructuras han dado respuesta a múltiples intentos por conseguir fuentes alternativas de energía. Asimismo, se han presentado estudios sobre su estructura electrónica, mostrando resultados prometedores para solventar los requerimientos de una sociedad cada vez más demandante en el ámbito tecnológico. No obstante, la estructura BaCeO3 ha recibido poco crédito en los análisis ópticos, especialmente cuando se ha demostrado que los dopajes pueden modificar sustancialmente la estructura de bandas y con ello sus perfiles de emisión. Por lo anterior, el presente estudio tuvo como objetivo la síntesis, caracterización y análisis del comportamiento óptico de los sistema BaCe0,91Sm0,09O3-[Delta] (BCSO) y BaCeO3-[Delta] (BCO) con su comparación frente a un proceso de quench térmico. Así, las técnicas de análisis elegidas fueron: difracción de rayos X, espectroscopía de reflectancia difusa, de FTIR, de Raman y de UV-Vis. De esta manera se tuvo como resultado principal una posible relación de señales para una fase monoclínica no reportada previamente para el BCO, mientras que su dopaje (BCSO) presentó la estructura ortorrómbica esperada. Sus band gaps de 3,68eV (BCSO) y 3,51eV (BCO) variaron considerablemente con el proceso de quench térmico; no obstante, sus fases se vieron inalteradas. A pesar de los reportes previos sobre luminiscencia de estas cerámicas, los resultados obtenidos refutan tales hallazgos pues no se encontró emisión alguna en las estructuras, especialmente la esperada en la región roja-naranja característica de la presencia del Sm(III), situación que abre camino a la investigación de este inesperado fenómeno.
Resumen en inglés
For almost two centuries, perovskites have received attention from researchers because of their unique properties. Through this, in chemistry, physics and mineralogy, these structures have responded to multiple attempts to find alternative sources of energy. Likewise, studies have been presented regarding its electronic structure and showing promising results to solve the requirements of an increasingly demanding society in the technological field. However, the BaCeO3 structure has received little credit in optical analysis, especially when it has been shown that doping can substantially modify the band structure and thus its emission profiles. Therefore, the present research aimed at the synthesis, characterization and analysis of the optical behavior of the BaCe0.91Sm0.09O3-[Delta] (BCSO) and BaCeO3-[Delta] (BCO) systems with their comparison against a thermal quench process. Thus, the chosen analysis techniques were: X-ray diffraction, diffuse reflectance spectroscopy, FTIR, Raman and UV-Vis. In this way, the main result was a possible signal relationship for a monoclinic phase not previously reported for BCO, while its doping (BCSO) presented the expected orthorhombic structure. Their band gaps of 3.68eV (BCSO) and 3.51eV (BCO) varied considerably with the thermal quench process; however, its phases were unaltered. Despite the previous reports on the luminescence of these ceramics, the results obtained refute these findings since no emission was found in the structures, especially the one expected in the red-orange region characteristic of the presence of Sm (III), a situation that opens a way to further research about this unexpected phenomenon.