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Rapid microwave-assisted synthesis of morphology-controlled luminescent lanthanide-doped Gd2O2S nanostructures

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Autor(es):
Homann, Christian ; Peeters, Regis ; Mirmajidi, Hana ; Berg, Jessica ; Fay, Michael ; Rodrigues, Lucas Carvalho Veloso ; Radicchi, Eros ; Jain, Akhil ; Speghini, Adolfo ; Hemmer, Eva
Número total de Autores: 10
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C; v. N/A, p. 16-pg., 2025-08-05.
Resumo

Gadolinium oxysulfide (Gd2O2S) is an attractive material of demonstrated suitability for a variety of imaging applications, leveraging its magnetic, scintillating, and luminescent properties, particularly when doped with optically active lanthanide ions (Ln3+). For many of these applications, control over size and morphology at the nanoscale is crucial. This study demonstrates the rapid microwave-assisted synthesis of colloidal Ln2O2S (Ln = Gd and dopants Yb, Er, Tb) nanostructures in as little as 20 min. Structural characterization using X-ray diffraction analysis (XRD), Raman spectroscopy, as well as transmission electron microscopy (TEM), including elemental mapping via energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), unveiled the key role of elemental sulphur (S8) in the reaction mixtures for materials growth. By systematically varying the Ln-to-S ratio from 1 : 0.5 to 1 : 15, controlled morphologies ranging from triangular nanoplatelets to berry- and flower-like shapes were achieved. Doping with Er3+/Yb3+ endowed the nano-triangles with upconverting and near-infrared emitting properties. Tb3+-doped Gd2O2S exhibited the characteristic green Tb3+ emission under UV excitation, while also showing X-ray excited optical luminescence (XEOL), rendering the material interesting as a potential nano-scintillator. (AU)

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Processo FAPESP: 24/03006-4 - Luminescência Estimulada de Minerais Simuladores Marcianos e Lunares
Beneficiário:Neilo Marcos Trindade
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 19/05915-3 - Caracterização de Minerais para Dosimetria Luminescente das Radiações Ionizantes
Beneficiário:Neilo Marcos Trindade
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos
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Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 23/18315-0 - Síntese e caracterização de Al2O3:C,Mg para aplicação em dosimetria luminescente.
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Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado