PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Abstract
Molybdates and tungstates are inorganic materials with immense potential in
application as white light-emitting diodes (wLEDs), which are an alternative to traditional
lighting sources. In this study, the synthesis and characterization of the composite
MgMoO4:SrMoO4 (with molar ratios of 1:0; 0.75:0.25; 0.5:0.5; 0.25:0.75 and 0:1) and
ZnWO4:CaWO4 (with molar ratios of 1:0; 0.8:0.2; 0.6:0.4; 0.4:0.6; 0.2:0.8 and 0:1), prepared
by the ultrasonic spray pyrolysis method and their photoluminescent properties were
investigated. Using X-ray diffraction, for MgMoO4:SrMoO4 samples, the monoclinic β-
MgMoO4 phase was observed at a molar ratio of 1:0 and the tetragonal scheelite phase of
SrMoO4 at a molar ratio of 0:1. However, for ZnWO4:CaWO4 samples, the monoclinic phase
ZnWO4 was obtained at a molar ratio of 1:0 and the scheelite-type tetragonal phase of CaWO4
when the molar ratio was 0:1. The formation of a particulate material composed of both phases
was observed for the intermediate molar ratios. Scanning electron microscopy images showed
that MgMoO4:SrMoO4 and ZnWO4:CaWO4 particles show a spherical morphology formed by
primary nanoparticles. Raman scattering spectroscopy allowed the precise identification of
Raman modes for different compositions and their assignment to SrMoO4 or β-MgMoO4 and
ZnWO4 or CaWO4 modes. Bandgap energies were found in a range between 4.2 eV and 4.4 eV
for the MgMoO4:SrMoO4 samples and between 3.8 eV and 4.0 eV for ZnWO4:CaWO4,
influenced by the order/disorder structural degree of the materials. The photoluminescence
emission spectra of the particles showed neutral- and cool-white emission with high quality
white light (CRI>80%). The MgMoO4:SrMoO4 samples synthesized with a molar ratio of 1:0,
0.25:0.75 and 0.5:0.5 formed materials with potential for application in LED lamps (6,500 K)
and pure white light sources (5,500 K) while the samples of ZnWO4:CaWO4 can be considered
as promising white light sources, mainly for the sample with molar ratio 0.2:0.8, for application
in LED lamps (6,500 K).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqMolibdatos e tungstatos são materiais inorgânicos com grande potencial na aplicação
como diodos emissores de luz (LEDs) branca, sendo uma alternativa às fontes de iluminação
tradicionais. Neste estudo, a síntese e caracterização do compósito MgMoO4:SrMoO4 (com as
razões molares de 1:0; 0,75:0,25; 0,5:0,5; 0,25:0,75 e 0:1) e ZnWO4:CaWO4 (com as razões
molares de 1:0; 0,8:0,2; 0,6:0,4; 0,4:0,6; 0,2:0,8 e 0:1), preparadas pelo método de spray pirólise
ultrassônico e suas propriedades fotoluminescentes foram investigadas. Usando difração de
raios X, para as amostras de MgMoO4:SrMoO4, a fase monoclínica β-MgMoO4 foi observada
para razão molar de 1:0 e a fase tetragonal de scheelita de SrMoO4 para razão molar de 0:1.
Entretanto, para as amostras de ZnWO4:CaWO4, a fase monoclínica ZnWO4 foi obtida para
razão molar 1:0 e a fase tetragonal scheelita de CaWO4 quando a razão molar foi de 0:1. A
formação de um material particulado composto por ambas as fases foi observada para as razões
molares intermediárias. Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram que as
partículas de MgMoO4:SrMoO4 e ZnWO4:CaWO4 exibem uma morfologia esférica formada
por várias nanopartículas primárias. A espectroscopia de espalhamento Raman permitiu a
identificação precisa dos modos Raman para diferentes composições e sua atribuição aos modos
SrMoO4 ou β-MgMoO4 e ZnWO4 ou CaWO4. As energias da banda de gap foram determinadas
em um intervalo entre 4,2 eV e 4,4 eV para as amostras de MgMoO4:SrMoO4 e entre 3,8 eV e
4,0 eV para ZnWO4:CaWO4, sendo influenciadas pelo grau de ordem e desordem estrutural dos
materiais. Os espectros de emissão de fotoluminescência das partículas mostraram emissão
neutra e branca fria com luz branca de alta qualidade (CRI> 80%). As amostras
MgMoO4:SrMoO4 sintetizadas com razão molar de 1:0, 0,25:0,75 e 0,5:0,5 formaram materiais
com potenciais para aplicação em lâmpadas LED (6.500 K) e fontes de luz branca pura (5.500
K) enquanto as amostras de ZnWO4:CaWO4 podem ser considerados como fontes de luz branca
promissoras, principalmente para a amostra com razão molar 0,2:0,8, para aplicação em
lâmpadas LED (6.500 K)
