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

• Processo: 17/10424-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Fernanda Hediger Borges Ribeiro
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/04587-0 - Tantalatos e Niobatos de ítrio dopados com íons terras raras com emissões na região do visível e infravermelho próximo para Aplicações em Fotônica, BE.EP.MS
• Assunto(s): Luminescência Biofotônica Terras raras Fotônica Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofotônica | conversao ascendente de energia | Espectroscopia | Fotonica | luminescência | Terras Raras | Terras raras, luminescencia, espectroscopia

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.

Publicações científicas

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(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)

BORGES, FERNANDA HEDIGER; MARTINS, JOANA COSTA; CAIXETA, FABIO JOSE; PEREIRA, RAFAEL RAMIRO; CARLOS, LUIS DIAS; FERREIRA, RUTE A. S.; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Primary thermometers based on sol-gel upconverting Er3+/Yb3+ co-doped yttrium tantalates with high upconversion quantum yield and emission color tunability. Journal of Sol-Gel Science and Technology, NOV 2021. (17/10424-3, 18/04587-0, 17/11301-2)

BORGES, FERNANDA HEDIGER; CAIXETA, FABIO JOSE; PEREIRA, RAFAEL RAMIRO; DE OLIVEIRA, SILVANA RUELLA; FERREIRA, RUTE A. S.; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. High Eu3+ concentration quenching in Y3TaO7 solid solution for orange-reddish emission in photonics. RSC ADVANCES, v. 10, n. 29, p. 16917-16927, MAY 4 2020. (18/04587-0, 17/11301-2, 17/10424-3)

LABAKI, H. P.; BORGES, F. H.; CAIXETA, F. J.; GONCALVES, R. R.. Widely dual tunable visible and near infrared emission in Pr3+-doped yttrium tantalate: Pr3+ concentration dependence on radiative transitions from P-3(0) to the D-1(2). Journal of Luminescence, v. 236, AUG 2021. (20/05319-9, 17/10423-7, 19/25991-6, 18/04587-0, 17/10424-3)

BORGES, FERNANDA HEDIGER; CAIXETA, FABIO JOSE; PEREIRA, RAFAEL RAMIRO; DE OLIVEIRA, SILVANA RUELLA; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Yttrium tantalate containing high concentrations of Eu3+ as dopant: Synthesis and structural and luminescence features. Journal of Luminescence, v. 199, p. 143-153, JUL 2018. (17/11301-2, 17/10424-3)

BORGES, FERNANDA HEDIGER; MARTINS, JOANA COSTA; CAIXETA, FABIO JOSE; CARLOS, LUIS D.; FERREIRA, RUTE A. S.; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Luminescent thermometry based on Er3+/Yb3+ co-doped yttrium niobate with high NIR emission and NIR-to-visible upconversion quantum yields. Journal of Luminescence, v. 248, p. 10-pg., 2022-08-01. (17/11301-2, 20/05319-9, 20/00277-6, 17/10424-3, 18/04587-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

RIBEIRO, Fernanda Hediger Borges. Tantalatos e niobatos de terras raras luminescentes: síntese, propriedades e aplicações em fotônica. 2019. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.