Upconversion Nanocomposite Materials With Designed Thermal Response for Optoelectronic Devices

Autor(es)

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

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: RONTIERS IN CHEMISTR; v. 7, p. 11-pg., 2019-03-04.

Resumo

Upconversion is a non-linear optical phenomenon by which low energy photons stimulate the emission of higher energy ones. Applications of upconversion materials are wide and cover diverse areas such as bio-imaging, solar cells, optical thermometry, displays, and anti-counterfeiting technologies, among others. When these materials are synthesized in the form of nanoparticles, the effect of temperature on the optical emissions depends critically on their size, creating new opportunities for innovation. However, it remains a challenge to achieve upconversion materials that can be easily processed for their direct application or for the manufacture of optoelectronic devices. In this work, we developed nanocomposite materials based on upconversion nanoparticles (UCNPs) dispersed in a polymer matrix of either polylactic acid or poly(methyl methacrylate). These materials can be processed from solution to form thin film multilayers, which can be patterned by applying soft-lithography techniques to produce the desired features in the micro-scale, and luminescent tracks when used as nanocomposite inks. The high homogeneity of the films, the uniform distribution of the UCNPs and the easygoing deposition process are the distinctive features of such an approach. Furthermore, the size-dependent thermal properties of UCNPs can be exploited by a proper formulation of the nanocomposites in order to develop materials with high thermal sensitivity and a thermochromic response. Here, we thus present different strategies for designing optical devices through patterning techniques, ink dispensing and multilayer stacking. By applying upconverting nanocomposites with unique thermal responses, local heating effects in designed nanostructures were observed. (AU)

• 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: 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: 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: 15/23882-4 - 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: 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: 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: 15/21289-4 - 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