Study on the photoluminescence and morphological behavior of BaWO4

Several synthesis methods reported in the literature have been developed to the formation of barium tungstate (BaWO4) powders, among these techniques; the microwave-assisted hydrothermal (MH) systems have offered important advantages in the coast reduction and/or formation of crystalline powders. The interest in the tungstates is because of its blue or green luminescence emissions at room temperature, which are able to favor the development of new electro-optic devices. The morphologies and particle sizes of these materials have been controlled by the use of surfactants and/or polymeric agents into the reaction medium. Therefore, the present work reports on the synthesis and MH processing of BaWO4 powders in the presence of ethylene glycol and polyvinylpyrrolidone at different concentrations. Thus, it was verified the influence of these surfactants in the morphology and growth process of the particles as well as its optical properties. The BaWO4 powders were synthesized by the co-precipitation method and processed in MH system at 140 °C for 30 min. These powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform Raman (FT-Raman) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopies, ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectroscopy photoluminescence (PL) measurements and field-emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM). XRD results indicated that all materials have a scheelitetype tetragonal structure. The characteristic symmetric and anti-symmetric stretching modes of (WO4) groups were detected by the FT-Raman and FT-IR spectroscopies. FEG-SEM micrographs revealed the existence of micro-octahedra with different sizes and well-agglomerated. The optical band gap results suggested the presence of distinct types of structural defects, probably due to the synthesis or MH processing conditions. It was observed PL emissions in the blue and green region of the visible electromagnetic spectrum for the BaWO4 powders when excited with 350 nm wavelength.Universidade Federal de Sao CarlosVários métodos descritos na literatura têm sidos desenvolvidos para a obtenção de pós de tungstato de bário (BaWO4), dentre essas técnicas os sistemas hidrotérmicos por micro-ondas (HM) tem oferecido importantes vantagens quanto à redução nos custos e/ou obtenção de pós cristalinos. O crescente interesse nos tungstatos é devido apresentarem emissão luminescente na região do azul e/ou verde em temperatura ambiente, o que possibilita o desenvolvimento de novos dispositivos eletro-ópticos. A morfologia e o tamanho das partículas destes materiais têm sido controladas pela utilização de surfactantes e/ou agentes poliméricos no meio reacional. Portanto, o presente trabalho aborda a síntese e processamento por HM de BaWO4 na presença de etilenoglicol e polivinilpirrolidona em diferentes concentrações. Desta maneira foi verificada a influência desses surfactantes na morfologia e no processo de crescimento das partículas, bem como de suas propriedades ópticas. Os pós de BaWO4 foram sintetizados pelo método de coprecipitação e processados no sistema HM em 140 ºC por 30 min. Estes foram caracterizados por meio das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman com transformada de Fourier (FT-Raman), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta visível (UV-Vis), fotoluminescência (FL) e microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (MEV-FEG). Os resultados de DRX indicaram que todos os materiais têm uma estrutura tetragonal do tipo scheelita. Os modos de estiramento simétricos e assimétricos característicos para o grupo (WO4) foram detectados pelas espectroscopias de FT-Raman e FT-IR, respectivamente. As micrografias de MEVFEG revelaram a existência de micro-octaedros com tamanhos variados e bem aglomerados. Os resultados de ―band gap‖ óptico sugeriram a presença de diferentes tipos de defeitos estruturais, provavelmente devido às condições de síntese ou processamentos de HM. Foram observadas emissões fotoluminescentes na região azul e verde do espectro eletromagnético visível para os pós de BaWO4 quando excitados com um comprimento de onda de 350 nm