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Estudos estruturais e fotofísicos de vidros fosfato de tungstênio dopados com íons terras raras e nanopartículas metálicas

Processo: 13/24064-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2014
Vigência (Término): 31 de maio de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
Beneficiário:Mohammad Reza Dousti
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
Assunto(s):Espectroscopia óptica   Nanopartículas metálicas

Resumo

O sistema binário NaPO3-WO3 tem sido amplamente estudado por suas propriedades específicas de fotocromismo e absorção não linear. O crescimento controlado de nanopartículas metálicas em vidros também é um tema de pesquisa atual muito interessante e inovador, uma vez que estas nanopartículas podem agregar novas propriedades aos vidros devido a característica de ressonância superficial de plasmon (SPR). A SPR pode, por exemplo, aprimorar as propriedades ópticas não lineares e intensificar a eficiência de luminescência de íons terras raras trivalentes - importantes emissores laser, aumentar a intensidade do espalhamento Raman e conferir diferentes propriedades térmicas às amostras. Recentemente, colaboradores nossos preparam vidros homogêneos e transparentes de polifosfato de sódio e óxido de tungstênio no sistema binário NaPO3-WO3, com concentrações de WO3 de 30, 40 e 50 mol% e contendo nanopartículas de Au, Pt e Ag. As bandas SPR características de cada espécie de nanopartícula foram observadas na região espectral UV-VIS para todas as amostras estudadas. As amostras apresentaram diferentes comportamentos térmicos quando comparadas a amostras não dopadas, como mais baixas temperaturas de transição vítrea Tg e o deslocamento do pico de cristalização Tx para mais baixas temperaturas, sugerindo que as nanopartículas atuam como sementes na cristalização volumétrica. Estudos Raman sugerem que amostras dopadas com nanopartículas de Au podem ser candidatas em potencial para utilização em "Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)" devido a sobreposição de picos Raman e bandas SPR. Neste projeto, temos como objetivo explorar estes sistemas com a adição de íons trivalentes TR3+ aos vidros. Por um lado, pretendemos investigar a estrutura de amostras não dopadas de NaPO3-WO3 em função da composição através de RMN de estado sólido dos núcleos constituintes 23Na e 31P (183W tem sensibilidade muito baixa, mas se possível, também será medido). Uma vez que a seleção das melhores composições para acomodar as nanopartículas e os íons TR possa ser feita, diferentes conjuntos de amostras com variáveis concentrações de NPs e TR serão preparadas de maneira a permitir estudos fotofísicos sistemáticos. O fenômeno da intensificação da luminescência por SPR será investigado para amostras dopadas com diferentes íons (Eu3+, Er3+, Nd3+, etc) que se façam interessantes.

Publicações científicas (12)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
AMJAD, R. J.; SATTAR, ABDUL; REZA DOUSTI, M. Upconversion and 1.53 mu m near-infrared luminescence study of the Er3+-Yb3+ co-doped novel phosphate glasses. OPTIK, v. 200, JAN 2020. Citações Web of Science: 0.
REZA DOUSTI, M.; MOLLA, ATIAR R.; RODRIGUES, ANA CANDIDA M.; DE CAMARGO, ANDREA S. S. Eu3+ and Ce3+ co-doped aluminosilicate glasses and transparent glass-ceramics containing gahnite nanocrystals. Optical Materials, v. 69, p. 372-377, JUL 2017. Citações Web of Science: 2.
MOLLA, ATIAR R.; RODRIGUES, ALISSON M.; SINGH, SHIV PRAKASH; LANCELOTTI, RICARDO FELIPE; ZANOTTO, EDGAR D.; RODRIGUES, ANA C. M.; DOUSTI, MOHAMMAD REZA; DE CAMARGO, ANDREA S. S.; MAGON, CLAUDIO JOSE; ALMEIDA SILVA, IGOR D'ANCIAES. Crystallization, mechanical, and optical properties of transparent, nanocrystalline gahnite glass-ceramics. Journal of the American Ceramic Society, v. 100, n. 5, p. 1963-1975, MAY 2017. Citações Web of Science: 9.
REZA DOUSTI, M.; POIRIER, GAEL Y.; AMJAD, RAJA J.; DE CAMARGO, ANDREA S. S. Luminescence quenching versus enhancement in WO3-NaPO3 glasses doped with trivalent rare earth ions and containing silver nanoparticles. Optical Materials, v. 60, p. 331-340, OCT 2016. Citações Web of Science: 11.
DOUSTI, M. R.; AMJAD, R. J.; SAHAR, M. R.; ZABIDI, Z. M.; ALIAS, A. N.; DE CAMARGO, A. S. S. Er3+-doped zinc tellurite glasses revisited: Concentration dependent chemical durability, thermal stability and spectroscopic properties. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 429, p. 70-78, DEC 1 2015. Citações Web of Science: 16.
REZA DOUSTI, M. Origins of the broadening in 1.5 mu m emission of Er3+-doped glasses. Journal of Molecular Structure, v. 1100, p. 415-420, NOV 15 2015. Citações Web of Science: 2.
AMJAD, RAJA J.; DOUSTI, M. R.; IQBAL, AZMAT; HUSSAIN, SYED ZAJIF; SAHAR, M. R.; SHAUKAT, S. F. Influence of silver nanoparticles on the luminescence dynamics of Dy3+ doped amorphous matrix. MEASUREMENT, v. 74, p. 87-91, OCT 2015. Citações Web of Science: 8.
REZA DOUSTI, M.; AMJAD, RAJA J. Spectroscopic properties of Tb3+-doped lead zinc phosphate glass for green solid state laser. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 420, p. 21-25, JUL 15 2015. Citações Web of Science: 21.
REZA DOUSTI, M.; POIRIER, GAEL YVES; STUCCHI DE CAMARGO, ANDREA SIMONE. Structural and spectroscopic characteristics of Eu3+-doped tungsten phosphate glasses. Optical Materials, v. 45, p. 185-190, JUL 2015. Citações Web of Science: 24.
DOUSTI, MOHAMMAD REZA; AMJAD, RAJA JUNAID. Enhanced green emission of terbium-ions-doped phosphate glass embedding metallic nanoparticles. JOURNAL OF NANOPHOTONICS, v. 9, JUN 25 2015. Citações Web of Science: 5.
REZA DOUSTI, M.; AMJAD, R. J.; HOSSEINIAN, R. S.; SALEHI, M.; SAHAR, M. R. Photoluminescence study of Sm3+-Yb3+ co-doped tellurite glass embedding silver nanoparticles. Journal of Luminescence, v. 159, p. 100-104, MAR 2015. Citações Web of Science: 15.
AMJAD, RAJA J.; DOUSTI, M. R.; SAHAR, M. R. Spectroscopic investigation and Judd-Ofelt analysis of silver nanoparticles embedded Er3+-doped tellurite glass. CURRENT APPLIED PHYSICS, v. 15, n. 1, p. 1-7, JAN 2015. Citações Web of Science: 34.

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