Tantalatos e niobatos de terras raras luminescentes: síntese, propriedades e aplicações em fotônica

Resumo

O objetivo deste projeto de pesquisa é a preparação de nanopartículas luminescentes à base de tantalatos e niobatos de terras-raras dopadas com íons terras raras (TR), utilizando a metodologia sol-gel. Esta metodologia de síntese permite a preparação dos materiais usando relativamente baixa energia em comparação com outras rotas sintéticas descritas amplamente na literatura, como por exemplo, a reação de estado sólido que utiliza temperaturas muito elevadas para a síntese. Precursores alcóxidos e óxidos de Ta2O5, Nb2O5 e TR serão utilizados. Com relação aos precursores de elementos TR, serão utilizados óxidos comerciais e produtos decorrentes da reciclagem de materiais do projeto FAPESP (processo 2016/50112-8 intitulado Recovery of lanthanides and other metals from WEEE), que envolve uma rede internacional de pesquisadores. Será realizada a preparação destes materiais com foco principal no estudo estrutural e espectroscópico e, posteriormente, um sistemático estudo sobre controle morfológico para a formação das nanopartículas. Além dos sistemas particulados, será realizado também o recobrimento de nanopartículas magnéticas com os tantalatos ou niobatos luminescentes, estudados sistematicamente no projeto, resultando em partículas do tipo core-shell multifuncional. Os materiais sintetizados e estudados poderão ter aplicação em áreas como Óptica, Fotônica e Biofotônica, especialmente em setores de Saúde, Energia e Telecomunicações. A preparação e caracterização estrutural e espectroscópica em função da composição, dopagem e tratamento térmico constituem a base do estudo acadêmico que será desenvolvido, correlacionando estreitamente a estrutura da matéria com as propriedades luminescentes e aplicações. Para tal finalidade, será realizado um estudo sistemático das propriedades ópticas, estruturais, morfológicas e espectroscópicas (vibracional e eletrônica), visando o aprimoramento e otimização destas propriedades para aplicações tecnológicas posteriormente, especialmente como marcadores ópticos.