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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28812| Título: | Síntese física e caracterização de pontos quânticos de tungstênio |
| Título(s) alternativo(s): | Physical synthesis and characterization of tungsten quantum dots |
| Autor(es): | Santos, Raquel de Oliveira dos |
| Orientador(es): | Bezerra Junior, Arandi Ginane |
| Palavras-chave: | Nanopartículas Tungstênio Fotoluminescência Ablação a laser Raman, Espectroscopia de Luz - Espalhamento Nanoparticles Tungsten Photoluminescencia Laser ablation Raman spectroscopy Light - Scattering |
| Data do documento: | 28-Mar-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SANTOS, Raquel de Oliveira dos. Síntese física e caracterização de pontos quânticos de tungstênio. 2022. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Os Pontos Quânticos (Pqs) são nanopartículas de semicondutores cujo tamanho é menor do que o raio de Bohr de seu éxciton. Devido às dimensões pequenas, ocorre o confinamento quântico nesses nanomateriais, diferenciandoos do material em formato de “bulk”. Em particular, as propriedades elétricas e ópticas dos Pqs são dependentes do tamanho e, portanto, podem ser controladas. Esta possibilidade de customização faz com que os Pqs sejam interessantes para aplicações em diversas áreas, particularmente para o desenvolvimento de sensores e biossensores. Neste trabalho, são apresentados resultados da síntese e caracterização de pontos quânticos de tungstênio obtidos a partir da ablação a laser em meio líquido (LASiS– Laser Ablation Synthesis in Solution). Os resultados experimentais apresentados contemplam a produção de Pqs utilizando solventes distintos: acetona e água bidestilada e líquidos iônicos. As sínteses foram realizadas a partir de uma montagem experimental, utilizando tanto o harmônico fundamental (1.064 nm) quanto o 1º. Harmônico (532 nm) de um laser de Nd:YAG operando em modo QS. Após o processo de síntese, os coloides foram caracterizados por meio das técnicas de Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS – Dynamic Light Scattering) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM – Transmission Electron Microscopy), para determinar os tamanhos das nanopartículas. Os parâmetros de síntese foram ajustados a fim de obter nanopartículas esféricas com diâmetros abaixo de 10 nm, configurando Pqs para o material em questão. Além disso, foi utilizada a técnica de UV-Vis, para caracterizar a absorção ótica e identificar a energia de gap dos Pqs na região do ultravioleta. As amostras produzidas também foram submetidas a medidas de fotoluminescência, resultando em bandas de emissão centradas em torno de 440 nm e 488 nm, localizadas na região do azul do espectro eletromagnético e visíveis a olho nu. O processo de produção de pontos quânticos de tungstênio utilizados neste trabalho se mostrou muito eficaz para a produção de nanopartículas fotoluminescentes com baixa dispersão de tamanhos, podendo ser uma alternativa interessante para a síntese verde de suspensões coloidais contendo Pqs de um material que apresenta biocompatibilidade. Pretende-se que os Pqs de tungstênio sintetizados sejam empregados, por exemplo, em técnicas de detecção e caracterização de materiais biológicos, particularmente biomarcadores celulares. |
| Abstract: | Quantum Dots (Qds) are semiconductor nanoparticles with size that is smaller than their exciton Bohr radius. Due to the small dimensions, quantum confinement occurs in these nanomaterials, differentiating them from the bulkshaped material. In particular, the electrical and optical properties of QD sare size dependent and therefore can be controlled. This customization possibility makes Qds interesting for applications in several areas, particularly for the development of sensors and biosensors. In this work, we present results on the synthesis and characterization of tungsten quantum dots obtained from laser ablation in liquid medium (LASiS– Laser Ablation Synthesis in Solution). Our experimental results include the production of Qds using two different solvents: acetone and bidistilled water. The syntheses were performed under an experimental setup based on the fundamental harmonic and the first harmonic (532 nm) of a Nd:YAG laser operating in QS mode. After the synthesis process, the colloids were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques to determine nanoparticle size. The synthesis parameters were adjusted to obtain spherical nanoparticles with diameters below 10 nm, which is compatible with Qds for tungsten. In addition, the UV-Vis technique was used to characterize the optical absorption and identify the bandgaps which lie in the ultraviolet region. The samples produced were also subjected to photoluminescence measurements, resulting in emission bands centered at 440 nm and 488 nm, in the blue region of the electromagnetic spectrum and visible to the naked eye. The tungsten quantum dot production proccess used in this work proved to be highly effective for the production of photoluminescent nanoparticles with low size dispersion and could be an interesting alternative for the green synthesis of colloidal suspensions containing Qds from a material that presents biocompatibility. The synthesized tungsten Qds are intended to be used in techniques aiming for the detection and characterization of biological materials, particularly cellular biomarkers. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28812 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia |
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