Dinâmica de emissão de materiais baseados em Ln emissores no infravermelho próximo (NIR) e suas capacidades para detecção de temperatura por abordagens multiparamétricas

• Processo: 25/14783-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 27 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 27 de abril de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ana Maria Pires
• Beneficiário: Leonardo Figueiredo Saraiva
• Supervisor: Markus Suta
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 23/05718-9 - Filmes luminescentes multifuncionais baseados em down-shifting e up-conversion para aplicação em anti-falsificação e micro-LEDs recobertos para tecnologia de displays, BP.DD
• Assunto(s): Análise de dados Termometria Terras raras Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de Dados | espectroscopia de luminescência | termometria | Terras-Raras | Espectroscopia

Resumo

O uso de materiais fotônicos é fundamentalmente impulsionado pela sua notável capacidade de manipular fótons, permitindo o controle preciso sobre a absorção, emissão e modulação da luz. Compostos baseados em lantânides trivalentes (Ln3+) exploram esses princípios devido às suas propriedades luminescentes únicas, resultantes dos orbitais 4f parcialmente preenchidos, que favorecem emissões estreitas e quase invariantes em energia. Desde seus primeiros estudos, o potencial desses materiais para o desenvolvimento de emissores no infravermelho próximo (IVP) tem sido significativo, e sua integração com tecnologias de detecção de temperatura levou a avanços substanciais tanto nos campos biomédico quanto tecnológico. No entanto, a emissão no IVP é suscetível a vários processos de desativação, e a estrutura complexa em forma de escada dos níveis de energia do Ln3+ complica a interpretação direta da dinâmica de emissão no estado excitado. Uma compreensão profunda desses mecanismos permite o design de compostos cada vez mais eficientes, com composição personalizada para dispositivos de alto desempenho. Esta perspectiva destaca direções promissoras para explorar a emissão no IVP e ilustra como a dinâmica do estado excitado pode ser aproveitada para sensores de temperatura multiparamétricos. Este campo em rápida evolução continua a buscar precisão e confiabilidade. O avanço dos estudos sobre emissão no IVP nesses fósforos se beneficia da combinação de percepções teóricas com dados espectroscópicos, enquanto algoritmos avançados de análise de dados desbloqueiam novas possibilidades na termometria luminescente. Uma estratégia plausível envolve os pares: Yb3+/Er3+, Yb3+/Tm3+ e Yb3+/Nd3+/Ho3+, que são capazes de realizar redshift, upconversion e/ou downconversion dos fótons absorvidos em radiação no IVP, dependendo do íon excitado. Além disso, os níveis de energia estreitamente correspondentes desses pares de íons permitem a sintonização das emissões por concentração, oferecendo controle preciso sobre a saída fotônica. Essa capacidade é especialmente valiosa para sistemas multimodais - uma área ativamente investigada na pesquisa doutoral do candidato. (AU)