Estudio teórico-experimental de las propiedades físicas de materiales con luminiscencia persistente, basados en SrB4O7, Li2B4O7 y MgB4O7

Los materiales luminiscentes dopados con tierras raras, entre ellos los boratos, han atraído mucha atención en los ámbitos científico y tecnológico en las últimas décadas debido a su potencial aplicación como detectores pasivos de radiación ionizante. Los boratos dopados con tierras raras pueden utilizarse como detectores luminiscentes de radiación. Sin embargo, para determinar su aplicabilidad en la detección de radiación, es necesario comprender los principios básicos que rigen sus propiedades estructurales y de luminiscencia. En este proyecto, utilizaremos una metodología de estudio explicativa y descriptiva para relacionar las características estructurales de SrB4O7, Li2B4O7 y MgB4O7 dopados con tierras raras y comprender así el papel de los dopantes en la luminiscencia de estos materiales. Planteamos como hipótesis del proyecto es que existe una relación entre las propiedades luminiscentes de SrB4O7, Li2B4O7 y MgB4O7 y el dopante de tierras raras, y esta podría mejorar la sensibilidad luminiscente del material. El objetivo general es sintetizar boratos de SrB4O7, Li2B4O7 y MgB4O7 puros y dopados con tierras raras para caracterizarlos mediante las técnicas TL, LOE, EPR, AO, SEM, DRX, FRX, TGA y espectroscopia de fluorescencia. También se emplearán métodos de primeros principios para estudiar las propiedades físicas de estos materiales. Los objetivos específicos planteados están referidos a analizar la estructura cristalina, la composición química y la morfología de los boratos obtenidos, mediante las técnicas de DRX, FRX y microscopía electrónica; estudiar el efecto de los dopantes en la respuesta luminiscente de los boratos para aumentar la sensibilidad del material; aplicar métodos avanzados de deconvolución teórica de la curva de emisión luminiscente para determinar los parámetros cinéticos de los picos TL en cada material; identificar los centros de defectos mediante técnicas como la EPR, la AO y la espectroscopia de fluorescencia para entender su papel en la luminiscencia del materia y realizar simulaciones computacionales utilizando métodos de primeros principios para entender el papel de los defectos en las propiedades de luminiscencia. Los resultados de la investigación están orientados a la obtención de materiales con alta luminiscencia basados en boratos de SrB4O7, Li2B4O7 y MgB4O7 puros y dopados con tierras raras. Asimismo, se espera obtener los siguientes resultados bibliográficos: dos tesis de posgrado sustentadas y aprobadas, dos artículo aceptado o publicado en revistas indizadas y una ponencia en un congreso internacional. El impacto que generará los resultados de la investigación es entender los fundamentos básicos para desarrollar nuevos materiales luminiscentes más sensibles y ampliar el conocimiento actual sobre los materiales con luminiscencia para futuras aplicaciones en dosimetría de radiaciones.