Materiais nanoestruturados à base de Nb2O5 e Ta2O5 dopados com terras raras e com emissão de banda larga na região do infravermelho próximo para aplicação em Fotônica como amplificadores ópticos e conversores de energia

• Processo: 17/10423-7
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2018
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Fábio José Caixeta
• 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): 19/25991-6 - Estudo dos processos de conversão ascendente de energia em materiais nanoestruturados à base de GeO2-Ta2O5 dopados com terras raras com elevado rendimento quântico de emissão, BE.EP.DR
• Assunto(s): Terras raras Luminescência Fotônica Elementos da série dos lantanídeos

Resumo

Este projeto de pesquisa concentra-se no desenvolvimento de materiais nanoestruturados à base de óxido de nióbio (Nb2O5) e óxido de tântalo (Ta2O5) dopados com íons terras raras (TR), com emissão no infravermelho (IV) próximo, na forma de guias de onda planares ativos e de pós. Os materiais serão preparados utilizando a metodologia sol-gel e visando aplicações como amplificadores ópticos e conversores de energia para sistemas de telecomunicações ou aumento de eficiência em células solares. Precursores alcóxidos e óxidos de Ta2O5, Nb2O5, SiO2 e GeO2 serão utilizados para a síntese dos materiais usando o processo sol-gel. No caso do nióbio será dado um enfoque na utilização de precursores de mineração nacional (CBMM) com a finalidade de aumentar o valor agregado de um produto nacional, onde o Brasil tem um papel extremamente relevante no cenário mundial de extração de nióbio. 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. Luminescência na região do visível também será estudada, não só como um processo competitivo com a emissão no IV próximo, mas também visando o grande potencial decorrente de processos de conversão ascendente e descendente de energia para aplicação em Fotônica e Biofotônica. A preparação dos materiais, caracterização espectroscópica e estrutural em função da composição, dopagem com íons TR e tratamento térmico representam as bases do estudo acadêmico que dá continuidade aos excelentes resultados desenvolvidos anteriormente em nosso grupo. Será realizado um estudo sistemático correlacionando estrutura da matéria e propriedades morfológicas, estruturais, espectroscópicas e ópticas.

Publicações científicas

(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)

NUNES, L. R. R.; LABAKI, H. P.; CAIXETA, F. J.; GONCALVES, R. R. Yb3+ influence on NIR emission from Pr3+-doped spherical yttria nanoparticles for advances in NIR I and NIR II biological windows. Journal of Luminescence, v. 241, JAN 2022. Citações Web of Science: 0.

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. Citações Web of Science: 1.

CAIXETA, FABIO JOSE; AQUINO, FELIPE THOMAZ; PEREIRA, RAFAEL RAMIRO; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Highly red luminescent Nb2O5:Eu3+ nanoparticles in silicate host for solid-state lighting and energy conversion. Optical Materials, v. 111, JAN 2021. Citações Web of Science: 1.