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Francisco E. G. GuimarãesFrancisco E. G. Guimarães
DINÂMICA DO ESTADO EXCITADO EM DINÂMICA DO ESTADO EXCITADO EM SISTEMAS LUMINESCENTESSISTEMAS LUMINESCENTES
Fotofísica&Aplicação em Nanoescala
22
33
Atividades principais
44
Considerações geraisConsiderações gerais
- Estudo dos processos fotofísicos de filmes nano-Estudo dos processos fotofísicos de filmes nano-estruturados em multicamadas à base de novos materiais estruturados em multicamadas à base de novos materiais semicondutores orgânicos e inorgânicos emissores de luzsemicondutores orgânicos e inorgânicos emissores de luz.
- O objetivo principal foi o de elucidar da natureza e os mecanismos das transições ópticas em semicondutores orgânicos e inorgânicos colaboração intensa com GPBG
- Desafio: melhorar os materiais e sua eficiência de emissão, Desafio: melhorar os materiais e sua eficiência de emissão, bem como o seu desempenho em dispositivos através do bem como o seu desempenho em dispositivos através do controle dos processos de migração das excitações controle dos processos de migração das excitações eletrônicas.eletrônicas.
- Simulações dos processos ópticos envolvendo o estado excitado em sistemas contendo distribuições energéticas, posicionais e orientacionais definidas.
55
PolymericPolymeric
Nano StripNano Strip
Nano Nano TubesTubes
Hetero- Hetero- PolymersPolymers
Nano Nano ParticlesParticles
66
Orgânicos: Polímeros
Nano Partículas
Guias de Onda
Processos Ópticos
Remoção de
Tatuagens
77
Luminescence
ProcessesProcesses
SpectrumSpectrum
88
99
Time Escale: 10 ps-1 ns
EspectroEspectro
1010
Spectral Region of Biological and Synthetic Fluorescent MoleculesSpectral Region of Biological and Synthetic Fluorescent Molecules
1111
Intrinsic Chromophores
Extrinsic Chromophores
1212
-Conjugated Systems: Organic Semiconductor-Conjugated Systems: Organic Semiconductor
1313
Strong
-Bonds
-Conjugated Electronic Structure-Conjugated Electronic Structure
-conjugation
Weak
-Bonds
1414
-Conjugated Systems: Organic Semiconductor-Conjugated Systems: Organic Semiconductor
1515
Quantum Dots: Inorganic SemiconductorQuantum Dots: Inorganic Semiconductor
1616
400 500 600 700
Fo
tolu
min
esc
ên
cia
(u
.a.)
30 K
Comprimento de onda (nm)
Abs
orçã
o
PPV
1717
Size Dependence of the Molecular Size Dependence of the Molecular Electronic StatesElectronic States
Eg
1818
Conjugated Polymer Metallic Nanoparticle
1919
Conformação MolecularMorphological Structure: Molecular ConformationMorphological Structure: Molecular Conformation
2020
Morphological Structure: Molecular ConformationMorphological Structure: Molecular Conformation
2121
n = number of repetition without conjugation break
Statistic PolymerOrientational and PositionalOrientational and Positional DisorderDisorder
2222
Intramolecular Processes
t < ps
t < ns
t << ps
2323
Intermolecular ProcessesDONOR ACCEPTOR Energy Transfer Process
(Foester Type) or FRET
606
1T
Rk
R
1100Rk fs
11Ek ns
2424
Spectroscopic Rule
2525
Excitation Dynamic
2626
Relaxamento EmissãoTransferência
Monte Carlo
6
, 2 0,cos ( )i j
T j vibracional ii jij
Rk
R
Excitation Dynamic
2727
Energy x Time Energy x Position
Migration
Excitation Dynamic: Monte Carlo
2828
2929
ExcisãoExcisão
Remoção de TatuagemRemoção de Tatuagem
AbrasãoAbrasão CriocirurgiaCriocirurgia
Laser pulsadoLaser pulsado
TermóliseTermólise Tratamento demorado (~1 ano)Tratamento demorado (~1 ano)
3030
Remoção de Tatuagem: Nova Metodologia Remoção de Tatuagem: Nova Metodologia
NP NP FuncionalizadaFuncionalizada
Pigmento + NPPigmento + NP
Au, AgAu, Ag
Campo próximo Campo próximo altíssimo altíssimo
FotodegradaçãoFotodegradação
3131
300 400 500 600 700 800 900
Tintas de tatuagem
Azul
Verde
Laranja
Vemelha
BrancaA
bsor
çao
Comprimento de onda (nm)
Preta
3232
Pontos Quânticos FuncionalizadosPontos Quânticos Funcionalizados
300 400 500 600 700
Au/PAMAM Ag/PAH Ag/Quitosana
Abs
orbâ
ncia
Comprimento de onda (nm)SeletividadeSeletividade
3333
400 500 600 7000,00
0,05
0,10
0,15
400 500 600 7000,0
0,1
0,2
0,3
400 500 600 7000,00
0,05
0,10
0,15
0,20
Orange + Ag/Quitosana
t=0 min t= 60 min
exc
=480 nm
t=0 min t= 60 min
Orange + Au/PAMAM
exc
=480 nm
OrangeA
bsor
bânc
ia
Comprimento de onda (nm)
t=0 min t= 60 min
exc
=480 nm
Fotodegradação: AbsorçãoFotodegradação: Absorção
3434
300 400 500 600 700 8000
20
40
60
80
100
120
140
160
Inte
nsid
ade
(u.a
.)
Comprimento de onda (nm)
f 0 min f 1 min f 2 min f 4 min f 6 min f 10 min f 20 min f 1 hora
Tempo
Ag/Quitosana
0 10 20 30 40 50 60
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Inte
nsid
ade
Inte
grad
a no
rmal
izad
a
Tempo (min)
Au/Paman Ag/quitosana
Fotodegradação: LiminescênciaFotodegradação: Liminescência
3535
Guias de Onda 1
nn11
nnnn22
Conversão de Conversão de
Radiação solar
3636
nn11
nnnn22
Guias de Onda 2
3737
Guia de onda: Alumina porosa
3838
400 450 500 550 600 6500
306090
PL
Inte
nsi
ty (
a.u
.)
TMTE2 nm
I TE /
I TM
Wavelength (nm)
40
60
80
100
c)
b)
Re
fletiv
ity (
%)
a)
Guia de onda: Alumina porosa
3939
Guia de onda: Alumina porosa >> Sensor óptico
4040
Guia de onda: Alumina porosa >> Sensor óptico
4141
Guia de onda: Polimérico
nn11
nnnn22
Ar
PMMA+Polímeros
Metal
4242
Guia de onda: Polimérico
nn11
nnnn22
Ar
PMMA+Polímeros
Metal
4343
450 500 550 600 650 700
0
2
4
6
8
10
I TE/I
TM
Comprimento de onda (nm)
b)
Inensi
dade (
u.a
.)
TE TM Normal
a)
nn11
nnnn22
Guia de onda: Polimérico
4444
Guia de onda: Polimérico
4545
Fotomodificações em membranas de fosfolipídios sob ação de agentes fotosensibilizadores
Vesícula + Riboflavina
20x
4646
High Resolution Optical MicroscopyHigh Resolution Optical Microscopy
4747
High Resolution Optical MicroscopyHigh Resolution Optical Microscopy
4848
Mestrado:
- MIKE MELO DO VALE (no. Usp: 5957959)Título: Guias de Ondas Ópticos à base de polímeros luminescentes para sensoriamento óptico e conversão de comprimento de onda. Agência: CNPq Vigência: 03/03/2008 a 03/03/2011
- DANILO OLZON D. DE SOUZATítulo: Propriedades optoeletronicas de dispositivos orgânicos contendo contatos elétricos depositados por implantação iônica assistida.PROCESSO: está a espera de bolsaVigência: 28/07/2008 a 28/03/2012
-FERNANDO TSUTAETítulo: Estudo dos processos ópticos envolvidos na remoção de pigmentos subcutâneosPROCESSO: está a espera de bolsaVigência: 01/001/2009 a 31/12/2011
Agradecimentos:Agradecimentos:
4949
Doutorado:
- ANGELO DANILO FACETOTítulo: Simulação dos processos fotofísicos em semicondutores orgânicos nanoestruturadosAgência: CAPES Vigência: 06/03/2007 a 06/11/2011
- LUIS JOSÉ BORRERO GONZALÉZTítulo: Éxcitons e Emissão em Silício cristalino com dimensões de nano-escalaAgência: CNPq Vigência: 6/03/2006 a 16/03/2011
- NIRTON CRISTI SILVA VIEIRATítulo: Transistores de Efeito de Campo Enzimáticos Baseados em Estruturas DendríticasAgência: CNPq Vigência: 06/03/2007 a 06/11/2011
- HAROLDO DE ALMEIDA GUERREIROTítulo: Preparação e caracterização Filmes Nanoestruturados de Alumina Porosa para Sensoriamento Óptico.Agência: Projeto vinculado a Universidade Federal do Amazonas Vigência: 01/02/2008 a 31/01/2012
5050
Obrigado pela atenção