Hyperspectral imaging thermometry assisted by upconverting nanoparticles: Experimental artifacts and accuracy

Autor(es)

Martinez, Eduardo D. ^{[1, 2]} ; Brites, Carlos D. S. ^[3] ; Urbano, Ricardo R. ^[4] ; Rettori, Carlos ^{[5, 4]} ; Carlos, Luis D. ^[3]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Natl Sci & Tech Res Council CONICET, Buenos Aires, DF - Argentina

^[2] Natl Atom Energy Commiss CNEA, Inst Nanosci & Nanotechnol INN, Bariloche Atom Ctr, Av Bustillo, RA-9500 San Carlos De Bariloche, Rio Negro - Argentina

^[3] Univ Aveiro, CICECO Aveiro Inst Mat, Dept Phys, Phantom G, P-3810193 Aveiro - Portugal

^[4] Univ Campinas UNICAMP, Gleb Wataghin Inst Phys IFGW, Campinas - Brazil

^[5] Univ Fed ABC UFABC, CCNH, Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PHYSICA B-CONDENSED MATTER; v. 629, MAR 15 2022.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

We combined the sensing capabilities of Er3+-doped upconverting nanoparticles (UCNPs) with hyperspectral microscopy to construct thermal images on thermally active nanostructures. Here, we studied the heat dissipation of a percolating network of silver nanowires under controlled electric current flow. We quantified the electrothermal action by analyzing the hyperspectral data and constructing 2D maps for the emission intensity, the signal-to-noise ratio, and the thermometric parameter. By studying selected clusters in the network, we concluded that the temperature is quite uniform across the film without any significant thermal gradients. Nonetheless, the thermal evolution was clearly sensed by the UCNPs when the heat dissipation due to the Joule effect was turned on and off, validating the use of this method for studying slow-dynamic thermal processes. Finally, we discuss the accuracy of the thermal readings and the systematic limitations of the proposed method. (AU)

• Processo FAPESP: 11/19924-2 - Estudo e desenvolvimento de novos materiais avançados: eletrônicos, magnéticos e nanoestruturados: uma abordagem interdisciplinar
• Beneficiário: Carlos Rettori
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/10581-1 - Fenômenos emergentes em sistemas de dimensões reduzidas
• Beneficiário: Pascoal Jose Giglio Pagliuso
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais
• Processo FAPESP: 12/04870-7 - Estudos de novos materiais complexos e avançados
• Beneficiário: Pascoal Jose Giglio Pagliuso
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 15/21290-2 - EMU concedido no processo 12/04870-7: analisador de distribuição de tamanho de partículas por sistema de espalhamento dinâmico de luz, com potencial zeta e peso molecular, Horiba SZ-100Z
• Beneficiário: Pascoal Jose Giglio Pagliuso
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 15/23882-4 - Intensificaçao da eficiença plasmónica da upconversion em nanocristales dopados con terras rarass
• Beneficiário: Eduardo David Martínez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/05903-6 - Ressonância magnética nuclear de novos materiais complexos e avançados em física da matéria condensada
• Beneficiário: Ricardo Rodrigues Urbano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 15/21289-4 - EMU concedido no processo 12/04870-7: difratômetro de raios-X de pó de bancada, D2 PHASER desktop - Bruker
• Beneficiário: Pascoal Jose Giglio Pagliuso
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários