O presente trabalho mostra o desenvolvimento de tecnologia para produção de nanoclusters de prata (Ag) em vidros GeO2-PbO codopados com íons de Tm3+ e Yb3+ e dopados com íons de Tm3+ . As amostras foram produzidas pela técnica de fusão seguida de resfriamento rápido usando para o tratamento térmico temperatura inferior à de transição vítrea, de forma a favorecer a formação de nanoclusters de Ag; as amostras foram caracterizadas por medidas de absorção, luminescência, tempo de vida e microscopia eletrônica de transmissão. Pelas medidas de absorção foi identificada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente. A identificação dos referidos nanoclusters e estrutura amorfa foi feita por análises de microscopia eletrônica de transmissão e difração de elétrons, respectivamente; pelas medidas de luminescência feitas em diversas condições (diferentes lasers operando em 355 e ~ 400 nm, lâmpada de UV e fluorímetro) foi estudada a emissão dos nanoclusters de Ag e correlação com concentração dos mesmos e comprimento de onda de excitação. Foi estudado o mecanismo de transferência de energia entre os nanoclusters e os referidos íons de Tm3+ e Yb3+ com auxílio de medidas de luminescência e tempo de vida. As diferentes emissões de luz dos nanoclusters de Ag para diferentes comprimentos de excitação (340-400 nm) indicam formação de nanoclusters de diferentes tamanhos; o mesmo ocorre quando aumentamos a concentração dos nanoclusters de Ag que leva ao aumento de suas dimensões com emissões de luz em comprimentos de onda maiores. Cabe acrescentar que na presença dos íons de terras foi possível observar emissão de luz branca para excitação em 365 nm realizada por lâmpada de UV. Transferência de energia dos nanoclusters para íons de Tm3+ foram comprovados pelo aumento da emissão em 800 nm, sendo mais significativo na ausência dos íons de Yb3+, para excitações em 380 e 400 nm. A diminuição dos tempos de vida dos nanoclusters de Ag e o aumento dos tempos de vida dos íons de Tm3+, corroboraram as referidas transferências de energia. As transferências de energia dos nanoclusters para os íons de Yb3+ (980nm) também foram observadas por meio dos resultados de luminescência e tempo de vida, para excitação em ~ 400 nm, sendo mais significativas para as maiores concentrações de nanoclusters. Os presentes resultados demonstram pela primeira vez a possibilidade de produção de nanoclusters de Ag em vidros GeO2-PbO, de transferência de energia para os íons de terras-raras, corroboram o potencial destes materiais para fotônica, e abrem perspectivas para estudos com diferentes íons de terras-raras.

The present work shows the development of technology for the production of silver (Ag) nanoclusters in GeO2-PbO glasses codoped with Tm3+ and Yb3+ ions and doped with Tm3+ ions. The samples were produced by the melt quenching followed by rapid cooling, using a temperature lower than the glass transition one for the heat treatment, in order to favor the formation of Ag nanoclusters; the samples were characterized by measurements of absorption, luminescence, lifetime and transmission electron microscopy. The absorption measurements identified the incorporation of rare-earth ions in the trivalent form. The identification of the aforementioned nanoclusters and amorphous structure was performed by transmission electron microscopy and electron diffraction analysis, respectively; Through luminescence measurements made under different conditions (different lasers operating at 355 and ~ 400 nm, UV lamp and fluorimeter) the emission of Ag nanoclusters and correlation with their concentration and excitation wavelength were studied. The energy transfer mechanism between the nanoclusters and the aforementioned Tm3+ and Yb3+ ions was studied with the aid of luminescence and lifetime measurements. Different light emission from Ag nanoclusters at different excitation wavelengths (340-400 nm) indicate the formation of nanoclusters of different sizes; the same occurs when we increase the concentration of Ag nanoclusters, which leads to an increase in their dimensions and luminescence at longer wavelengths. It should be added that in the presence of rare-earth ions, it was possible to observe the emission of white light for excitation at 365 nm, performed by a UV lamp. Energy transfer from nanoclusters to Tm3+ ions was confirmed by the luminescence growth at 800 nm, being more significant in the absence of Yb3+ ions, for excitations at 380 and 400 nm. The decrease in the lifetimes of Ag nanoclusters and the increase in the lifetimes of the Tm3+ ions, corroborated these energy transfers. The energy transfer from the nanoclusters to the Yb3+ ions(980nm) were also observed through the luminescence and lifetime results, for excitation at ~ 400 nm, being more significant for the highest concentration of nanoclusters. The present results demonstrate for the first time the possibility of producing Ag nanoclusters in GeO2-PbO glasses, energy transfer to rare-earth ions, corroborating the potential of these materials for photonics and opens perspectives for further studies with different rare-earth ions.