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Item Materiais híbridos luminescentes baseados em moléculas emissoras incorporadas em matrizes inorgânicas(2017-05-15) Bernardez, Andréa Simone Stucchi de Camargo AlvarezMateriais híbridos luminescentes baseados em matrizes inorgânicas incorporadas com espécies moleculares emissoras tais como complexos de metais lantanídeos e/ou de transição, e corantes orgânicos, têm despertado crescente interesse para aplicações médicas, biológicas e tecnológicas (lasers, sensores, guias de onda, OLEDs, etc). O desempenho destes materiais é influenciado pela eficiência de incorporação e distribuição das espécies emissivas, por sua estabilidade frente à exposição a meios externos, e pelo ambiente químico em que se inserem nas matrizes. Assim, além da otimização dos procedimentos de obtenção e da detalhada caracterização fotofísica dos materiais finais e seus precursores, faz-se útil também compreender as características estruturais dos mesmos e correlacioná-las com suas propriedades. Neste sentido, nossa proposta de estudo é bastante abrangente, uma vez que somente desta maneira se pode almejar um entendimento compreensivo dos materiais do ponto de vista científico, com vistas às aplicações. Este projeto de pesquisa é focado na obtenção e caracterizações convencionais e espectroscópicas (ópticas e por RMN e EPR de estado sólido) de matrizes mesoporosas de sílica ou organosilica incorporadas com complexos de metais lantanídeos (Eu3+, Tb3+, Nd3+, Er3+, Yb3+) e de transição (Ir3+), e de corantes orgânicos como a Rodamina (Rh6G). Utilizando-se, por exemplo, da metodologia sol-gel, diversas abordagens são utilizadas para imobilizar as espécies luminescentes nos poros das matrizes. Além da caracterização fotofísica, que inclui a determinação de rendimentos quânticos e cálculos de estrutura eletrônica e transferência de energia, técnicas de RMN de alta resolução em sólidos são empregadas para investigar a formação da rede hospedeira pré- e pós-inserção, o caráter de ligação hóspede-hospedeiro e a quantificação das espécies opticamente ativas.Item Propriedades ópticas de vidros oxifluoroboratos de chumbo dopados com DY3+.(2008-10-08) Candido, Claudia Maria NicoliEste trabalho apresenta o estudo de propriedades espectroscópicas de Vidros Oxifluoroboratos de Chumbo, 40PbO-10PbF2-50B2O3 dopados com diferentes concentrações de Dy3+: 1, 3, 5 e 7 mol%. Para tanto foram empregadas as técnicas de Difração de Raios-X, Espalhamento Raman, Absorção Óptica e Fotoluminescência. Parâmetros como temperatura de transição vítrea, índice de refração e densidade também foram determinados. O comportamento do índice de refração, da densidade, e da temperatura de transição vítrea, Tg, indicaram uma possível mudança estrutural provocada pela adição de dopante, o que foi confirmado pela Espectroscopia Raman. Com as medidas de absorção óptica foram calculados os parâmetros fenomenológicos de Judd-Ofelt, Ωλ (λ = 2, 4, 6), com os quais se calculou as probabilidades de transição radiativa do íon, bem como se verificou o caráter covalente das ligações presentes na matriz. As medidas de Fotoluminescência mostraram que o aumento da concentração de dopante diminui a intensidade da emissão, e que a diminuição da temperatura provoca um aumento da intensidade das mesmas bem como promove o estreitamento das bandas de emissão. Além disto, foi possível verificar a dependência da intensidade da emissão com a energia de excitação utilizada. Para as medidas de Fotoluminescência em baixas temperaturas foi desenvolvido um sistema alternativo baseado numa sonda de fibra óptica cuja utilização mostrou-se mais simples que a tradicional montagem com criostato.Item Propriedades ópticas de filmes finos de silício amorfo hidrogenado dopados com érbio(2008-05-07) Oliveira, Victor Inacio deEm função de suas potenciais aplicações tecnológicas (células solares, TFT- transistores de filme fino, etc.), o estudo de semicondutores amorfos tem despertado o interesse da comunidade científica desde o final da década de 70. Mais recentemente, este interesse foi renovado com a perspectiva de se produzirem dispositivos emissores de luz totalmente baseados no silício e em sua bem estabelecida tecnologia (micro-)eletrônica. Dentre as principais abordagens adotadas para a obtenção de materiais luminescentes à base de silício, destaca-se aquela envolvendo sua dopagem com íons terra-rara e/ou metais de transição, por exemplo. Tendo isto por base, este trabalho diz respeito ao preparo e posterior caracterização de filmes finos de silício amorfo hidrogenado (a-SiH) dopados com o íon E3+. Todos os filmes considerados neste estudo foram preparados pela técnica de sputtering de rádio freqüência, em uma atmosfera controlada de argônio e hidrogênio. Com o objetivo de se investigar a influência exercida pela temperatura na estrutura atômica e composição química nos processos ópticos destes filmes, todos foram submetidos a tratamentos térmicos cumulativos até 700 oC. Para isto, os filmes foram caracterizados pelas técnicas de espalhamento Raman, fotoluminescência, transmissão óptica, EDS (energy dispersive spectrometry) e RBS (Rutherford backscattering spetrometry), e ERD (elastic recoil detection). Os resultados experimentais indicam que os tratamentos térmicos até - 400 oC aumentam a intensidade de luminescência nestes filmes sem, contudo, alterar significativamente sua estrutura atômica e composição. Tratamentos térmicos a maiores temperaturas induzem uma diminuição no bandgap óptico dos filmes, e conseqüente decréscimo no sinal de fotoluminescência. Ensaios preliminares em filmes de a-Si:H dopados com Cr e co-dopados com Er+Yb também foram feitos.Item Correlação entre polarização da luminescência e orientação molecular em polímeros conjugados(2007-11-14) Maia, Francisco Carlos BarbosaNesta dissertação, visamos o entendimento de processos intermediários que regem a transferência de energia e determinam as propriedades ópticas de polímeros conjugados, a fim de encontrar meios para aumentar a eficiência de emissão e o tempo de vida dos ?LED?s? orgânicos. Estudamos especificamente o polímero PPV, poli(p-fenileno vinilideno), sintetizado através de novo método desenvolvido no Grupo de Polímeros do Instituto de Física de São Carlos, por Marletta e colaboradores[1], na forma de filmes finos depositados pelas técnicas ?spincast? e de automontagem (LbL). Para o trabalho utilizamos técnicas espectroscópicas de luminescência, excitação seletiva e absorbância. Por meio de técnicas de engenharia molecular e através do ordenamento induzido da rede polimérica, avaliamos o peso que têm os eventos intermediários à emissão. Estiramos gradualmente filmes de PTHT/PPV depositados sobre Teflon, sob um eixo preferencial, e constatamos a dependência da polarização da luz emitida com processos de transferência de energia e com a anisotropia da matriz polimérica. Realizamos a separação das cadeias do copolímero a fim de analisar separadamente a transferência de energia entre os segmentos conjugados pertencentes a cadeias distintas (processos intercadeia) ou ao longo da cadeia (processos intracadeia). Esta separação intercadeia e intracadeia resultaram em um significativo aumento da eficiência da emissão, assim como um deslocamento da banda de emissão para o azul, privilegiando a emissão de segmentos de menor conjugação e que participavam apenas nos processos de relaxação de energia e transferência da excitação e não dos estados emissivos finais. Separamos os segmentos conjugados dentro da própria cadeia do copolímero, regulando o comprimento de conjugação, através da incorporação de DBS. Aqui, verificamos, os processos de transferência intracadeia concorrem em igual peso com processos intracadeia na migração energética em polímeros conjugados. Concluímos que o processo limitante da eficiência de emissão em polímeros conjugados e dispositivos é a eficiente transferência de energia entre cadeias ou ao longo da cadeia para centros supressores de energia.Item Transferência de energia induzida por luz entre o Cr+3 e o Gd+3 no GdAlO3:Cr+3(2014-04-09) Duarte, Jose LeonilNós observamos o processo de Transferência de energia induzida por luz entre o Cr+3 e o Gd+3 no cristal de GdAlO3 dopado com cromo, o que acreditamos ser a primeira observação clara de ocorrência desse processo em sólidos. Também obtivemos os espectros de absorção, luminescência e excitação dos cristais de GdAlO3 e GdAlO3:Cr+3 e medimos os tempos de decaimento da excitação do Gd+3 no GdAlO3:Cr+3. As montagens experimentais utilizadas para a obtenção dos espectros de transferência de energia induzida, luminescência e excitação bem como a montagem para medida do tempo de vida dos estados excitados foram desenvolvidas por nós.Item Caracterização do LiNbO3:Er+3 como meio ativo para lasers de estado sólido através dos espectros de absorção/emissão polarizada e medida dos tempos de vida de luminescência.(2009-05-20) Milori, Debora Marcondes Bastos PereiraEste trabalho consiste na caracterização ótica de monocristais de LiNbO3: Er+3, visando a possibilidade deste sistema ser meio ativo para laser. Os resultados obtidos para absorção e emissão foram satisfatórios, sendo bastante compatíveis com os do modelo teórico adotado. O tempo de vida de luminescência das transições 4S3/2 - 4I15/2 e 4F9/2 - 4I15/2 foi medido, à temperatura ambiente e de nitrogênio líquido, mostrando que elas são possíveis candidatas a transições laser. Também foi feito um estudo sobre o comportamento das concentrações das impurezas indesejáveis OH- e Fe2+, através de tratamento térmico. O controle dessas concentrações foi feito através das técnicas de RPE e absorção ótica e os resultados mostraram que é perfeitamente possível eliminar tais impurezas de uma forma totalmente controlada.Item Preparação e caracterização de vidros fluorozirconados.(2009-04-17) Delben, Angela Antonia Sanches TardivoA troca de BaF2 por NaF altera as características físicas dos vidros fluorozirconados. Verificamos um aumento do índice de refração, da estabilidade frente à nnucleação e do módulo de Young com a concentração de NaF. A microdureza Vickers mostrou ser pouco afetada pelas condições de umidade, mas bastante dependente do polimento. O modelo simples, do tipo degrau, proposto para a microdureza não foi suficiente para explicar o comportamento da microdureza em função da carga. Vidros fluorozirconados dopados com Pr e Eu mostraram-se bastante estáveis, possibilitando seu emprego em fibras ópticas. Algumas composições de vidros contendo LiF mostraram uma redução do índice de refração e aumento da condutividade iônica com a concentração de LiF. A estabilidade e as propriedades de transmissão destes vidros são comparáveis às dos fluorozirconados tradicionais. Realizamos com sucesso o puxamento de fibras de vidros fluorindatos e a técnica e problemas de preparação de pré-formas são apresentados neste trabalho.Item Propriedades elétricas e ópticas de filmes nanoestruturados de Langmuir-Blodgett (LB) e automontados(2015-12-10) Oliveira Junior, Osvaldo Novais deNeste projeto serão investigados filmes orgânicos nanoestruturados, obtidos pelas técnicas de Langmuir-Blodgett (LB) e automontagem, para explorar o controle molecular permitido por essas técnicas nas propriedades elétricas e ópticas dos materiais. Três classes de materiais serão abordadas, a saber: polímeros luminescentes, polímeros contendo azocromóforos e polímeros semicondutores usados em conjunto com óxidos metálicos. Nos polímeros luminescentes, serão estudadas arquiteturas moleculares para otimizar a eficiência da foto- e eletroluminescência de polímeros à base de poli(p-fenileno vinileno) (PPV) e contendo ionômeros. Buscar-se-á, também, a compreensão dos mecanismos responsáveis pela luminescência, com ênfase em particular nos processos de transferência de energia de Fôrster e injeção e transporte de carga em dispositivos eletroluminescentes. Para os filmes contendo cromóforos de azobenzeno, serão investigados os processos de fotoisomerização e propriedades resultantes, como a birrefringência fotoinduzida e o transporte de massa que leva à formação de grades de relevo. Com relação aos nanohíbridos de óxidos metálicos, serão obtidos por automontagem empregando polímeros orgânicos como matrizes hospedeiras. O objetivo é identificar nanohíbridos com propriedades eletrocrômicas e de armazenamento de carga, sendo as últimas para identificação de materiais para microbaterias. O trabalho experimental englobará síntese de polímeros, fabricação de filmes nanoestruturados e sua caracterização por diversas técnicas, e produção de protótipos de dispositivos eletroluminescentes e de armazenamento de carga. Será acompanhado de estudos de modelos teóricos que permitam explicar os resultados obtidos e conceber novas arquiteturas moleculares com propriedades otimizadas. Em alguns casos serão combinados dois ou mais materiais, aproveitando a sinergia entre as respostas elétricas e ópticas dos componentes devido à interação em nível molecular.Item Ampliação da capacidade de caracterização óptica na região do ultra violeta e a baixas temperaturas para o estudo de filmes orgânicos emissores de luz(2015-10-26) Guimarães, Francisco Eduardo GontijoO presente projeto tem como objetivo ampliar a capacidade atual de caracterização em nossos laboratórios, visando o estudo das propriedades ópticas de polímeros semicondutores emissores de luz. Atualmente estamos limitados em termos de região espectral de excitação (Laser Ar+ em 458-514 nm) e de capacidade de esfriamento (criostato de circuito hélio fechado 36-300 K). Com os recursos solicitados pretendemos aumentar a faixa espectral de excitação para a região do ultravioleta (até 320 nm) de modo mais flexível e utilizar temperaturas criogênicas a nível de hélio líquido (4 K). Esta infra-estrutura permitirá uma caracterização mais abrangente e adequada aos semicondutores orgânicos emissores de luz sintetizados e processados no Grupo de Polímeros Bernhard Gross do IFSC (GPBG). Com isso, visamos contribuir com os projetos do GPBG aplicados ao desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos, tais como transistores de efeito de campo (FET), diodos eletroluminescentes (LEDs), microcavidades ópticas e células fotovoltaicas.