PPGFIS PROGRAMA DE POS-GRADUACAO EM FISICA - CCEN DEPARTAMENTO DE FISICA - CCEN Telefone/Ramal: Não informado

Banca de DEFESA: JEFFERSON AUGUSTO DE OLIVEIRA GALINDO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JEFFERSON AUGUSTO DE OLIVEIRA GALINDO
DATA : 30/03/2022
HORA: 09:00
LOCAL: https://meet.google.com/iwx-xymv-twf
TÍTULO:

Nanotermometria baseada em luminescência com nanopartículas individuais de ítria codopadas com lantanídeos e defeitos únicos de nitrogênio-vacância em nanodiamantes


PALAVRAS-CHAVES:

Nanotermometria de luminescência. Íons de lantanídeos. Nanodiamante. Ressonância eletrônica de spin. Microscopia óptica de varredura.


PÁGINAS: 137
RESUMO:

Nas últimas duas décadas, o desenvolvimento de materiais luminescentes em nanoescala que apresentam propriedades ópticas dependentes da temperatura levou ao surgimento dos chamados nanotermômetros luminescentes. Atualmente, esses sensores são os principais responsáveis por desvendar os fenômenos relacionados à temperatura na escala sub-micrométrica sendo usados, por exemplo, para medir distribuições de temperatura dentro de células vivas e detectar hotspots em nano/microcircuitos. No entanto, apesar de medidas de temperatura com resoluções espaciais nanométricas poderem ser obtidas com esses termômetros, a maior parte da literatura atual sobre nanotermometria de luminescência relata dados obtidos com ensembles. A falta de cuidado com as características particulares de cada nanotermômetro pode levar a imprecisões importantes nas medidas de temperatura. Portanto, neste trabalho, as capacidades de sensoriamento térmico de nanotermômetros luminescentes individuais são investigadas através do uso de duas técnicas diferentes em uma faixa de temperatura compatível com sistemas biológicos. Mais especificamente, esta Tese relata e discute dois estudos experimentais sobre nanotermometria, onde o primeiro baseia-se em caracterizar como nanotermômetros os mesmos cinco nanocristais (NCs) de ítria codopados com Yb3+/Er3+ quando embebidos em diferentes ambientes (ar, água e etilenoglicol) aplicando técnica de Razão de Intensidade de Luminescência (LIR). O segundo estudo relata a caracterização de três nanodiamantes individuais contendo um único defeito de nitrogênio-vacância carregado negativamente () como nanotermômetros luminescentes, através da técnica de Ressonância Magnética Opticamente Detectada (ODMR). Os resultados obtidos implementando a razão de intensidade mostram que o comportamento termométrico de cada NC no ar e na água são equivalentes, retornando sensitividades relativas e resoluções térmicas tão altas quanto 2.3 % K-1 e 0.4 K, respectivamente. Observou-se também que os parâmetros termométricos medidos, como resolução térmica e sensibilidade relativa, de cada nanotermômetro podem ser determinados com maior precisão se comparados àqueles obtidos a partir da média dos cinco NCs. As maiores incertezas dos parâmetros médios estão relacionadas às variações de tamanho dos NCs, que se manifestam pelas diferenças na relação superfície/volume dos NCs selecionados. Esta suposição é reforçada pela observação de uma correlação entre os parâmetros termométricos dos NCs individuais com o seu brilho, apresentando uma dependência consistente com a variação esperada na relação superfície/volume.  Além disso, a relevância da interação NC-solvente torna-se evidente quando estes são incorporados em etilenoglicol, para o qual os modos vibracionais moleculares podem interagir de forma ressonante com os estados excitados eletrônicos dos íons de Er3+. Enquanto isso, os resultados de nanotermometria com defeitos únicos de  em nanodiamantes também apresentam diferenças nos parâmetros térmicos medidos entre os nanotermômetros selecionados. Foi observada uma dependência linear das frequências de ressonância eletrônica de spin dos defeitos com a temperatura, medidas através da técnica de ODMR, e variam entre 88 kHz K-1 a 110 kHz K-1 para os três nanodiamantes. As diferentes respostas térmicas podem ser causadas pela presença de defeitos estruturais, impurezas e tensão interna. Esse argumento é reforçado pela correlação observada entre o parâmetro de tensão medido e a dependência da temperatura das frequências ESR para cada nanodiamante. Os resultados corroboram aqueles obtidos para os nanotermômetros individuais codopados com íons lantanídeos. Ademais, um sistema de rastreamento de frequências de ESR baseado em Arduino é implementado para monitorar mudanças contínuas de temperatura da amostra com um nanodiamante durante longos tempos (1h), resultando em resoluções térmicas tão altas quanto 1.7 K. O sistema de monitoramento de temperatura pode ser implementado para medir as inomogeneidades espaciais de temperatura em estruturas nanométricas com resolução espacial limitada apenas pelo tamanho do nanotermômetro (25 nm). Portanto, os resultados relatados nesta Tese apontam para a importância da calibração de nanotermômetros luminescentes individuais e sua interação com o meio circundante, reforçando as capacidades de sensoriamento térmico de altíssima resolução de NCs individuais codopados com íons de lantanídeos e de defeitos únicos em nanodiamantes.


MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - NIKIFOR RAKOV GOMEZ - UNIVASF
Externo à Instituição - ANDRE DE LIMA MOURA - UFAL
Presidente - 2199294 - LEONARDO DE SOUZA MENEZES
Interno - 1133583 - LUCIO HORA ACIOLI
Interno - 1452123 - MARCIO HERACLYTO GONCALVES DE MIRANDA
Notícia cadastrada em: 24/03/2022 11:11
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