Resumo Matriz semicondutora de ZnO, dopada com Eu nas concentrações de 0,05 e 0,10 mols, foi sintetizada por reação de combustão utilizando nitrato de zinco, nitrato de európio e ureia como combustível. No intuito de analisar o efeito da concentração de európio e da sinterização na estrutura, band gap, propriedades magnéticas e morfológicas do ZnO, as amostras foram sinterizadas a 1100 °C por 30 min e analisadas antes e após sinterização por difração de raios X, espectroscopia na região do ultravioleta e visível, magnetometria de amostra vibrante e microscopia eletrônica de varredura. A partir dos resultados obtidos, constatou-se que houve formação da fase semicondutora ZnO e também de uma segunda fase (Eu2O3). Observou-se que as amostras antes e após a sinterização apresentaram valores de band gap dentro da faixa dos semicondutores e ferromagnetismo à temperatura ambiente.

Abstract Eu-doped semiconductor matrix of ZnO at concentrations of 0.05 and 0.10 mols was synthesized by combustion reaction, using zinc nitrate, europium nitrate, and urea as fuel. In order to analyze the effect of europium concentration and sintering on the structure, band gap, magnetic and morphological properties of ZnO, the samples were sintered at 1100 °C for 30 min and analyzed before and after sintering via X-ray diffraction, ultraviolet and visible spectroscopy, vibrant sample magnetometry, and scanning electron microscopy. From the results obtained, it was found that there was the formation of the semiconductor phase ZnO and also a second-phase (Eu2O3). It was observed that the samples before and after sintering presented band gap values within the semiconductor range and ferromagnetism at room temperature.

Resumo Este trabalho teve o objetivo de estudar um semicondutor magnético diluído ZnO dopado com Ni sinterizado, sintetizado por meio de reação de combustão, e avaliar o efeito da dopagem e sinterização no gap e nas propriedades magnéticas do material. A difração de raios X mostrou a formação da fase semicondutora ZnO e também formação de uma segunda fase caracterizada como solução sólida de óxido de níquel-zinco. As curvas de histerese evidenciaram o efeito da dopagem na criação do ferromagnetismo e o efeito da sinterização na queda nos valores de magnetização remanescente e campo coercitivo, porém ambos os sistemas foram capazes de manter seus comportamentos ferromagnéticos. A análise UV-vis indicou que o valor do gap continuou como o de um material semicondutor, embora tenha sido estreitado. Microscopia eletrônica de varredura foi usada de forma complementar na avaliação da morfologia e seus efeitos nas propriedades magnéticas.

Abstract This work aimed to study a sintered Ni-doped ZnO dilute magnetic semiconductor synthesized by means of a combustion reaction and to evaluate the effect of doping and sintering in the band gap and magnetic properties of the material. X-ray diffraction showed the formation of the ZnO semiconductor phase and also the formation of a second-phase characterized as a solid solution of nickel-zinc oxide. The hysteresis curves showed the success in creating ferromagnetism with doping and the effect of sintering in the remanent magnetization and coercive field values, yet both systems were able to maintain its ferromagnetic behavior. The UV-vis analysis indicated the value of the band gap continued as a semiconductor material, although it has been narrowed. Scanning electron microscopy was used in a complementary way to evaluate the morphology and its effects on magnetic properties.

Resumo Um material que se destaca para uso em várias aplicações é o dióxido de titânio (TiO2), devido principalmente às suas propriedades de estabilidade térmica e química e as suas excelentes propriedades ópticas. Porém, estas propriedades são dependentes do tipo de fase e da característica morfológica, o que está diretamente relacionado com o método de processamento do TiO2. Desta forma, este trabalho propôs sintetizar nanopartículas de TiO2 pelo método Pechini com diferentes fases e avaliar a influência dessas fases nas propriedades fotoluminescentes do TiO2. Para este fim, as proporções estequiométricas molares entre ácido cítrico:cátions metálicos de 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 e 5:1 foram investigadas. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho, análise de textura, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de excitação e emissão e determinação da banda proibida (band gap) por espectroscopia de refletância difusa. Foi confirmada a presença de duas fases, anatásio e rutilo, por DRX em diversas proporções para cada amostra; por MEV observou-se que os tamanhos de aglomerados aumentaram com a relação entre ácido cítrico:cátions metálicos. Com relação à fotoluminescência, observou-se que a intensidade máxima no espectro de emissão ocorreu no comprimento de onda de 533 nm para a amostra 3:1 e a intensidade máxima no espectro de excitação ocorreu na amostra 2:1 em comprimento de onda de 451 nm.

Abstract Titanium dioxide (TiO2) stands out for use in various applications mainly due to its properties of thermal and chemical stability and its excellent optical properties. However, these properties are dependent on the type and phase morphology, which is related to the TiO2 processing method. Thus, this paper proposed to synthesize TiO2 nanoparticles by polymeric precursor method with different polymorphs, and evaluate the influence of these phases in the photoluminescent properties. For this, the stoichiometric molar proportions of citric acid:metallic cations of 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 and 5:1 were investigated. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, textural analysis, scanning electron microscopy (SEM), excitation and emission spectroscopy and determination of the band gap by UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. The presence of anatase and rutile was confirmed by XRD in different proportions for each sample. The agglomerate size increased with the citric acid/metal cations ratio as observed by SEM. Concerning photoluminescence, the maximum intensity in the emission spectrum occurred at the wavelength of 533 nm for the 3:1 sample and the maximum intensity in the excitation spectrum occurred for the 2:1 sample at the wavelength of 451 nm.

A microestrutura e as propriedades magnéticas das ferritas Ni0,5-xCu xZn0,5Fe2O4 com x = 0,1/0,2/0,3/0,4 mol de cobre, preparadas a partir de pós obtidos por reação de combustão com tamanho de partícula na faixa de 23 a 29 nm, foram avaliadas. Os pós obtidos foram prensados uniaxialmente e sinterizadas a 1000 ºC/2 h. As amostras foram caracterizadas por medidas de densidade e porosidade aparente, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e medidas magnéticas M-H. Os difratogramas de raios X mostram a presença da fase majoritária cristalina do espinélio inverso em todos os sistemas, e traços da fase secundária Fe2O3 nas amostras com x = 0,1 e 0,4. O aumento do teor de cobre causou um pequeno aumento no tamanho médio de grão (0,65 para 0,68 µm), uma redução da porosidade aparente (33,7% para 6,6%) e redução da magnetização de saturação de 69 para 54 emu/g.

An evaluation was made of the microstructure and magnetic properties of Ni0.5-xCu xZn0,5Fe2O4 ferrites with x = 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 prepared by combustion reaction with particle sizes 23 to 29 nm. The resulting powders were uniaxially compacted at 385 MPa into pellets and sintered at 1000 ºC/2 h. The samples were characterized by apparent density and porosity measurements, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and M-H magnetic measurements. The X-ray diffraction revealed crystalline inverse spinel as the major phase in all the specimens and a small amount of hematite (a-Fe2O3) as the secondary phase in the x = 0.1 and 0.4 samples. An increase in the amount of copper caused a slight increase in grain size (0.65 to 0.68 µm), a decrease in the apparent porosity (33.7% to 6.6%) and a reduction in saturation magnetization from 69 to 54 emu/g.