Vidros fluorofosfatos (FP) com diferentes razões de fosfato/fluoreto (P/F), foram estudados com a finalidade de combinar e compreender a sinergia entre a excelente capacidade de formação vítrea dos vidros fosfatos com as propriedades ópticas favoráveis dos fluoretos (e.g. alta eficiência de emissão de íons terras raras (TR) devido a baixas energias de fônon). A incorporação de íons TR nos vidros associada às características acima citadas têm sido amplamente estudadas para aplicações em dispositivos fotônicos de alta eficiência. Neste trabalho, propomos um novo sistema vítreo baseado em polifosfato de gálio, fluoreto de gálio e de metais de alcalinos terrosos com diferentes razões P/F na seguinte composição: xGa(PO₃)₃ – (39,5-x)GaF₃ – 20SrF₂ – 20ZnF₂ – 20BaF₂ – 0,5Eu₂O₃ (x = 5; 10; 15; 20 e 25). O íon Eu³⁺ foi utilizado como sonda estrutural, com o intuito de compreender e correlacionar as propriedades fotoluminescentes com a razão P/F, e caracterizar a evolução estrutural no ambiente químico dos TR. Portanto, a caracterização das propriedades físico-químicas dos vidros foi realizada através de análises estruturais, térmicas e espectroscópicas (Raman, UV-vis, fotoluminescência de emissão e excitação, calorimetria diferencial exploratória e medidas de densidade volumétrica). Os resultados permitiram correlacionar os parâmetros obtidos por espectroscopia de fotoluminescência do íon Eu³⁺ com a evolução estrutural para as amostras com diferentes relações P/F. Os resultados evidenciam que o ambiente local do íon TR é dominado por ligantes fluoretos, enquanto sua estrutura vítrea é dominada por unidades de ortofosfato e ligações P–O–Ga. Adicionalmente, a amostra base que apresentou boa estabilidade térmica com menor relação P/F foi escolhida e dopada com Ce³⁺ para estudos de potencial aplicação como detector de radiação ionizante. A dopagem foi feita a partir da composição nominal: (10-x)Ga(PO₃)₃ – (90-x)(30GaF₃ – 20SrF₂ – 20ZnF₂ – 20BaF₂) – xCeCl₃ (x = 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 5 e 6) e suas propriedades fotofísicas foram estudadas. Os vidros dopados com Ce³⁺ apresentaram uma banda larga de emissão entre 300 e 400nm, característica de transições 5d¹ → 4f¹ (²F_5/2) com tempo de vida na faixa de dezenas de nanossegundos. Após excitação por raios X, uma emissão larga também foi observada entre 300 e 700nm. Para as amostras dopadas com Eu³⁺, a principal emissão observada está em torno de 610nm, permitindo a detecção por fotomultiplicadoras (PMT) disponíveis comercialmente e bastante sensíveis nesta região. Em geral, as características dos vidros obtidos neste trabalho indicam a potencialidade dos mesmos como cintiladores.

Fluorophosphate (FP) glasses with different concentrations of phosphate/ fluoride (P/F) were studied in order to combine and understand the synergy between the excellent glass forming ability of phosphate glasses with the favorable optical properties of fluorides (e.g. high efficiency emission of dopant rare earth(RE) ions due to low phonon energies). The incorporation of RE ions in glasses associated with the characteristics mentioned above have been widely studied for applications in high efficiency photonic devices. In this work, we propose a new vitreous system based on gallium polyphosphate, gallium fluoride and alkaline earth metals with different P/F ratios in the following composition: xGa(PO₃)₃ – (39,5-x)GaF₃ – 20SrF₂ – 20ZnF₂ – 20BaF₂ – 0.5Eu₂O₃ (x = 5; 10; 15; 20 and 25). The Eu³⁺ ion was use as a structural probe, with the aim of understanding and correlating the photoluminescent properties with the P/F ratio, and characterizing the structural evolution in the chemical environment of RE. Therefore, the characterization of the physical-chemical properties of the glasses was carried out using structural, thermal and spectroscopic analysis techniques (Raman, UV-vis, emission and excitation photoluminescence, differential exploratory calorimetry and volumetric density measurements). The results allowed correlating the parameters obtained by Eu³⁺ ion photoluminescence spectroscopy, with the structural evolution for samples with different P/F ratios. The results show that the local environment of the RE ion is dominate by fluoride ligands, while orthophosphate units and P–O–Ga bonds dominate its glassy structure. Additionally, the sample that showed good thermal stability with the lowest P/F ratio was chose and doped with Ce³⁺ for potential application as an ionizing radiation detector. Doping was performed based on the nominal composition: (10-x)Ga(PO₃)₃ – (90-x)(30GaF₃ – 20SrF₂ – 20ZnF₂ – 20BaF₂) – xCeCl₃ (x = 0.25; 0.5; 1; 2; 4; 5 and 6) and their photophysical properties were studied. Glasses doped with Ce3⁺ showed a broad emission band between 300 and 400 nm, characteristic of 5d¹ → 4f¹ (²F_5/2) transitions with lifetimes in the range of tens of nanoseconds. After X-ray excitation, a broad emission was also observed between 300 and 700 nm. For samples doped with Eu³⁺, the main emission observed is around 610 nm, allowing detection by photomultiplier tubes (PMT) commercially available and very sensitive in this region. In general, the characteristics of glasses indicate their potential as scintillators.