Resumo: Neste trabalho, fazemos a descrição e a análise do método utilizado na fabricação de vidros dopados com quantum dots de PbTe e das técnicas de caracterização que foram usadas para estudar as propriedades destes vidros. Foram preparadas matrizes vítreas borosilicato dopadas com 2% de PbTe, matrizes fosfato e matrizes à base de óxido de telúrio dopadas com 5 e 10% de PbTe respectivamente. A caracterização doi realizada fazendo uso das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e de transmissão de alta resolução (HRTEM), análise térmica diferencial (DTA), análise termomecânica (TMA). Espalhamento de raios-x em baixo ângulo (SAXS) e espectroscopia de absorção linear. A aplicação desta técnicas nas matrizes borosilicatos permitiram estabelecer os tratamentos térmicos adequados para o desenvolvimento dos quantum dots semicondutores com estreita distribuição de tamanho, o mecanismo de crescimento e o estudo dos efeitos de confinamento quântico. Os resultados mostraram que aplicando tratamentos térmicos simples na matrizes borosilicato é possível desenvolver quantum dots de PbTe com dispersão de tamanho de até 8%. O crescimento destes nanocristais é governado pelo mecanismo de difusão controlada e a energia de ativação que caracteriza este processo é de 474 kJ/mol para a matriz BSZK e 133 kJ/mol para a matriz BSZPN. A análise das medidas SAXS e de espectroscopia de absorção mostraram que, o modelo da aproximação da massa efetiva não é válido para quantum dots de PbTe e que a física envolvida nos efeitos de confinamento quântico é muito mais complicada do que o modelo simples. O espectro de absorção dos vidros dopados com PbTe mostraram, o típico "blue shift"que caracteriza os efeitos de confinamento quântico e a presença de picos bem resolvidos, indicativo da estreita distribuição de tamanho dos quantum dots. De outro lado, neste estudo mostramos que, controlando o tamanho dos quantum dots, a borda de absorção pode ser deslocada na faixa de 1000 a 2000 nm e portanto, a possibilidade de obter quantum dots com gap óptico na região de 1300 e 1500 nm. Isto sugere que Vidros dopados com quantum dots de PbTe potencialmente possam ser usados para aplicações em comunicação óptica e dispositivos fotônicos Ver menos

Abstract: In this work, we make a description and analysis of the fabrication method's of the PbTe quantum dots (QD) doped glasses and characterization techniques used by study the properties of the glasses. We have prepared glasses doped with 5 and 10 % of PbTe respectively. The characterization was by Scanning Electron Microscopy (SEM), High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Differential Thermal Analysis (DTA), Thermal Mechanics Analysis (TMA), Scattering Angle Small X-Ray (SAXS) and Uv-Vis NIR Absorption Spectroscopy. Our Results shown that with simple thermal treatment in borosilicate matrixes is possible developed PbTe quantum dots narrow size distributions and the mean mechanism of growth is controlled by diffusion. In the borosilicate glasses the high size distribution for the quantum dots was 8 % and the activation energy in the BSZK matrix was 474 KJ/mol and 133 KJ/mol in the BSZPN matrix. With the SAXS and absorption spectroscopy measurements, we have shown that the effective mass approximation model's is not valid for PbTe quantum dots and the physics of quantum confinement is more complicate that box model. The absorption spectra of the doped glasses with PbTe shown the blue shift the absorption edges and wells resolved peaks. We shown that controlling the size of quantum dots is possible shifted the absorption edge between 1000 and 2000 nm therefore it is possible tuning the optic gap in the 1300 and 1500 nm region. These properties can be used for application in photonics devices Ver menos