Self-Calibrated Double Luminescent Thermometers Through Upconverting Nanoparticles

Autor(es)

Brites, Carlos D. S. ; Martinez, Eduardo D. ; Urbano, Ricardo R. ; Rettori, Carlos ; Carlos, Luis D.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: RONTIERS IN CHEMISTR; v. 7, p. 10-pg., 2019-04-18.

Resumo

Luminescent nanothermometry uses the light emission from nanostructures for temperature measuring. Non-contact temperature readout opens new possibilities of tracking thermal flows at the sub-micrometer spatial scale, that are altering our understanding of heat-transfer phenomena occurring at living cells, micro electromagnetic machines or integrated electronic circuits, bringing also challenges of calibrating the luminescent nanoparticles for covering diverse temperature ranges. In this work, we report self-calibrated double luminescent thermometers, embedding in a poly(methyl methacrylate) film Er3+-and Tm3+-doped upconverting nanoparticles. The Er3+-based primary thermometer uses the ratio between the integrated intensities of the H-2(11/2) -> I-4(15/2) and S-4(3/2) -> I-4(15/2) transitions (that follows the Boltzmann equation) to determine the temperature. It is used to calibrate the Tm3+/Er3+ secondary thermometer, which is based on the ratio between the integrated intensities of the (1)G(4) -> H-3(6) (Tm3+) and the S-4(3/2) -> I-4(15/2) (Er3+) transitions, displaying a maximum relative sensitivity of 2.96% K-1 and a minimum temperature uncertainty of 0.07 K. As the Tm3+/Er3+ ratio is calibrated trough the primary thermometer it avoids recurrent calibration procedures whenever the system operates in new experimental conditions. (AU)

• 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: 18/12489-8 - Nanopartículas de upconversion de ultra alta sensibilidade para nanotermometria óptica e termocromaticidade
• Beneficiário: Eduardo David Martínez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• 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
• 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: 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: 12/04870-7 - Estudos de novos materiais complexos e avançados
• Beneficiário: Pascoal Jose Giglio Pagliuso
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• 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