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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86596| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Synthesis and characterization of multi-spectral luminescent nanocrystals based on NaYF4 and NaGdF4 |
| Autor : | Resquin, Lucas Santiago Medina |
| Tutor: | Vasconcelos, Igor Frota de |
| Co-asesor: | Santos, Luis Paulo Mourão dos |
| Palabras clave en portugués brasileño: | Nanomateriais luminescentes;Nanopartículas de conversão ascendente;;Nanopartículas de conversão descendente;;Dopagem com terras raras;Nanoestruturas núcleo-casca;Codopagem com metais de transição |
| Palabras clave en inglés: | Luminescent nanomaterials;Upconversion nanoparticles;Downconversion nanoparti-cles;Rare-earth doping;Core-shell nanostructures;;Transition-metal co-doping |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| Fecha de publicación : | 2026 |
| Citación : | RESQUIN, Lucas Santiago Medina. Synthesis and characterization of multi-spectral luminescent nanocrystals based on NaYF4 and NaGdF4. 2026. 52 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumen en portugués brasileño: | Nanopartículas luminescentes multiespectrais baseadas em matrizes de NaYF4 e NaGdF4 na fase hexagonal (β-), dopadas com íons de terras raras (TR) (Yb3+ /Er3+ /Tm3+ /Eu3+ ) e metais de transição (Fe3+ /Mn2+ ), foram sintetizadas com sucesso pelo método de decomposição térmica. A caracterização estrutural por difração de raios X (DRX) confirmou a formação de estruturas hexagonais altamente cristalinas e de fase única, com parâmetros de rede consistentes com os padrões de referência do ICSD. A espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) verificou o recobrimento superficial eficaz das nanopartículas com ligantes de ácido oleico (AO). As propriedades ópticas foram avaliadas por espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-Vis) e fotoluminescência (PL). Sob excitação no infravermelho próximo (976 nm), foi observada emissão eficiente por conversão ascendente (upconversion, UC), mediada pela sensibilização por Yb3+ e transferência de energia para os ativadores Er3+ /Tm3+ . As arquiteturas do tipo núcleo@casca exibiram um aumento significativo na intensidade de UC em comparação com as estruturas de apenas núcleo, demonstrando a eficácia da camada inerte em suprimir processos de extinção (quenching) relacionados à superfície. Sob excitação ultravioleta (365 nm), a luminescência por conversão descendente (downconversion, DC) foi dominada pelas emissões características de Eu3+ , Er3+ e Tm3+ , com o AO atuando simultaneamente como ligante de superfície, sensibilizador e emissor azul. A introdução de metais de transição (5% de Fe3+ ou Mn2+ ) no núcleo das nanopartículas à base de NaGdF4 induziu modificações distintas: a dopagem com Mn2+ aumentou a intensidade relativa do pico de difração (110) e promoveu uma transferência de energia ressonante que intensificou a emissão vermelha do Er3+ . O design núcleo@casca mitigou efetivamente o quenching não radiativo tipicamente associado à dopagem com Mn2+ em sistemas de apenas núcleo. Estes resultados demonstram que a codopagem com metais de transição, combinada com a engenharia núcleo@casca, fornece uma rota viável para sintonizar os caminhos de transferência de energia e os perfis de emissão em nanoestruturas dopadas com TR. |
| Abstract: | Multispectral luminescent nanoparticles based on hexagonal-phase (β-) NaYF4 and NaGdF4 ma- trices, doped with rare-earth (RE) ions (Yb3+ /Er3+ /Tm3+ /Eu3+ ) and transition metals (Fe3+ /Mn2+ ), were successfully synthesized via the thermal decomposition method. The structural characteri- zation by X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of highly crystalline, single-phase hexagonal structures with lattice parameters consistent with the reference ICSD patterns. Fourier- transform infrared (FTIR) spectroscopy verified the effective surface capping of the nanoparticles with oleic acid (OA) ligands. The optical properties were evaluated using ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption and photoluminescence (PL) spectroscopy. Under near-infrared (976 nm) excitation, efficient upconversion (UC) emission was observed, mediated by Yb3+ sensitization and energy transfer to Er3+ /Tm3+ activators. Core@shell architectures exhibited a significant enhancement in UC intensity compared to core-only structures, demonstrating the effectiveness of the inert shell in suppressing surface-related quenching. Under ultraviolet (365 nm) excitation, downconversion (DC) luminescence was dominated by characteristic emissions from Eu3+ , Er3+ , and Tm3+ , with OA acting simultaneously as a surface ligand, sensitizer, and blue emitter. The introduction of transition metals (5% Fe3+ or Mn2+ ) into the core of NaGdF4-based nanoparticles induced distinct modifications: Mn2+ doping enhanced the relative intensity of the (110) diffrac- tion peak and promoted resonant energy transfer that intensified red emission from Er3+ . The core@shell design effectively mitigated the non-radiative quenching typically associated with Mn2+ doping in core-only systems. These findings demonstrate that transition-metal codoping, combined with core@shell engineering, provides a viable route to tune energy-transfer pathways and emission profiles in RE-doped nanostructures. |
| Descripción en portugués brasileño : | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86596 |
| ORCID del autor: | http://lattes.cnpq.br/2451724666933239 |
| Lattes del autor: | https://orcid.org/0009-0000-2505-234X |
| ORCID del tutor: | https://orcid.org/0000-0002-6172-805X |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/3613238844850799 |
| ORCID del co-asesor: | https://orcid.org/0000-0002-8136-955X |
| Lattes del co-asesor: | http://lattes.cnpq.br/3250828790957748 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | DEMM - Dissertações defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2026_dis_lsmresquin.pdf | Dissertação versão final corrigida (1ª submissão) | 8,22 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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