Irradiação por laser femtosegundo em amostras de CeO2 e avanços na abordagem teórica

• Processo: 19/09296-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Alexandre Zirpoli Simões
• Beneficiário: Rafael Aparecido Ciola Amoresi
• Supervisor: Juan Manoel Andrés Bort
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat Jaume I, Espanha
• Vinculado à bolsa: 17/19143-7 - Uma abordagem teórico-experimental dos mecanismos de condução e defeitos de interface em heteroestruturas sensoras baseados em semicondutores P-N e N-N a partir de matrizes de CeO2, BP.PD
• Assunto(s): Cerâmicas Materiais nanoestruturados Laser de femtosegundo Irradiação Propriedades elétricas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CeO2 | ceramics | Femtosecond laser irradiation | Morphologies | nanostructures | Theoretical studies | Cerâmica

Resumo

Nanoestruturas de CeO2 tem provado ser extremamente importante na aplicação como um sensor de gás CO devido à extrema seletividade do gás. Observa-se, a partir de trabalhos recentes, que a superfície à qual o material é exposto tem importância fundamental para as propriedades elétricas. O objetivo deste projeto é duplo: i) estudar a irradiação com laser de femtosegundo em partículas de CeO2 e CeO2/NiO com diferentes morfologias (bastões, feijões e poliedros) e ii) realizar, baseado em cálculos de primeiro princípio, complementar e racionalizar os resultados experimentais. A interação da irradiação com laser de femtosegundo com os materiais induz a formação de nanopartículas metálicas a partir do bulk do material, alterando sua estequiometria e gerando diferentes tipos de defeitos, que serão estudados em função das propriedades sensoras do CeO2. Estudos teóricos por meio da teoria do funcional da densidade (DFT) desenvolvidos no Laboratório de Química Teórica e Computacional coordenado pelo Prof. Dr. Juan Andrés permitirão obter uma visão e conhecimento mais aprofundados para compreender o comportamento sensor do óxido não estequiométrico. Pretendemos analisar as diferentes superfícies de CeO2 já obtidas experimentalmente em função da energia de superfície, energia de band gap, estrutura de bandas e densidade de estados, além de estudar o sistema CeO2/NiO. Amostras experimentalmente modificadas serão analisadas por técnicas de difração de raios X (XRD), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), e serão correlacionadas com estudos teóricos para melhor compreensão do comportamento físico e propriedades químicas destes sistemas. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

AMORESI, RAFAEL A. C.; OLIVEIRA, REGIANE C.; MARANA, NAIARA L.; DE ALMEIDA, PRISCILA B.; PRATA, PALOMA S.; ZAGHETE, MARIA A.; LONGO, ELSON; SAMBRANO, JULIO R.; SIMOES, ALEXANDRE Z.. CeO2 Nanoparticle Morphologies and Their Corresponding Crystalline Planes for the Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 2, n. 10, p. 6513-6526, OCT 2019. (19/09296-6, 16/07476-9, 17/19143-7, 13/07296-2, 16/25500-4)

CIOLA AMORESI, RAFAEL APARECIDO; DE OLIVEIRA, REGIANE CRISTINA; CICHETTO, LEONELIO, JR.; MARIELA DESIMONE, PAULA; MANUEL ALDAO, CELSO; ADOLFO PONCE, MIGUEL; GRACIA, LOURDES; SAMBRANO, JULIO R.; LONGO, ELSON; ANDRES, JUAN; et al. Pure and Ni2O3-decorated CeO2 nanoparticles applied as CO gas sensor: Experimental and theoretical insights. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 48, n. 10, p. 12-pg., 2022-04-06. (19/09296-6, 13/07296-2, 17/19143-7)

AMORESI, RAFAEL A. C.; CICHETTO JR, LEONELIO; GOUVEIA, AMANDA F.; COLMENARES, YORMARY N.; TEODORO, MARCIO D.; MARQUES, GILMAR E.; LONGO, ELSON; SIMOES, ALEXANDRE Z.; ANDRES, JUAN; CHIQUITO, ADENILSON J.; et al. Metallic behavior in STO/LAO heterostructures with non-uniformly atomic interfaces. MATERIALS TODAY COMMUNICATIONS, v. 24, p. 10-pg., 2020-09-01. (17/23663-6, 17/19143-7, 18/01914-0, 13/07296-2, 19/09296-6, 14/01371-5)

GOMES, E. O.; GRACIA, L.; SANTIAGO, A. A. G.; TRANQUILIN, R. L.; MOTTA, F. V.; AMORESI, R. A. C.; LONGO, E.; BOMIO, M. R. D.; ANDRES, J.. Structure, electronic properties, morphology evolution, and photocatalytic activity in PbMoO4 and Pb1-2xCaxSrxMoO4 (x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) solid solutions. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 22, n. 44, p. 25876-25891, NOV 28 2020. (19/09296-6, 17/19143-7, 13/07296-2)