Uso de epitaxia em fase líquida na obtenção de redes de coordenação heteroestruturadas contendo íons lantanídeos

Abstract

A obtenção de materiais metal-orgânicos heteroestruturados, contendo combinações em nano, micro ou em macroescala, de múltiplas arquiteturas moleculares, vem atraindo a atenção de grupos de pesquisa em todo o mundo. Sobretudo, devido à reunião de características dos componentes individuais e à possibilidade do surgimento de novas propriedades, devido ao sinergismo entre os componentes. Neste sentido, este trabalho utilizou a epitaxia em fase líquida na produção de cristais metal-orgânicos, hetereroestruturados, com o intuito de se obter materiais emissores de luz, full-colour. Foram obtidas as redes de coordenação, 3D, [Gd₂Mell(H₂O)₈]⋅2H₂O, [Tb₂Mell(H₂O)₈]⋅2H₂O, [Eu₂Mell(H₂O)₈]⋅2H₂O, designadas de GdMell= B, TbMell= G e EuMell= R, respectivamente. Os cristais heteroestruturados (núcleo@camada) e (núcleo@camada1@camada2) obtidos foram: (RG), (RB) e (BG), e (BGR), (BRG), (RGB), (RBG), (GBR) e (GRB), respectivamente. Também foi sintetizada a rede de coordenação mista, 3D, [(EuₓTbᵧGd𝓏)₂Mell(H₂O)₈]⋅2H₂O (em que x + y + z = 1), designada de Mix-LnMell. Todos os compostos foram obtidos por cristalização aberta. As propriedades morfológicas, estruturais e fotofísicas foram investigadas por microscopia eletrônica de varredura e de fluorescência, análise termogravimétrica, difração de raios X de pó, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e de fluorescência. As redes de coordenação LnMell e Mix-LnMell, apresentaram morfologia definida e elevada cristalinidade. Os compostos GdMell, TbMell e EuMell, apresentara-se como bons dispositivos moleculares conversores de luz, com emissões nas cores primárias azul, verde e vermelho, respectivamente. Os correspondentes cristais BGR, BRG, RGB, RBG, GBR e GRB apresentaram cor de fotoluminescência sintonizável, a partir do comprimento de onda de excitação, com emissão de cores primárias e secundárias, sugerindo que cada camada apresenta propriedade espectroscópica independente. O composto Mix-LnMell exibiu, predominantemente, cor de fotoluminescência no vermelho, com excitações variando de 290 à 395 nm, devido à eficiente transferência de energia para o íon Eu³⁺, principalmente a partir do íon Tb³⁺. Este comportamento reforça a hipótese da preservação das propriedades ópticas de emissão de cada camada, nos cristais heteroestruturados, através da metodologia de crescimento epitaxial utilizada. Através da microscopia de fluorescência, visualizou-se a presença de todas as camada nos cristais heteroestruturados. Verificou-se também, através dos espectros de excitação, que as camadas comportam-se como filtro de radiação. Exibiram emissão de luz branca, com coordenadas da Commission Internationale de l’Éclairage (CIE), de 1931, (x;y), os cristais RGB (0,337; 0,336), RBG (0,339; 0,330), BRG (0,338; 0,337) e BGR (0,333; 0,336) após excitação em 361, 347, 378 e 360 nm, respectivamente.