11

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