Objetivo geral será abordar conhecimentos gerais sobre materiais fotônicos, propriedades estruturais e espectroscópicas e aplicações. Materiais fotônicos dopados com íons lantanídeos representam sem dúvida um dos principais compostos que têm permitido avanços científicos e tecnológicos consideráveis em áreas como saúde, ambiental, energia, telecomunicações, informação e criptografia quântica. Serão explorados conceitos relacionados a absorção e emissão na região do ultravioleta, visível e infravermelho próximo e respectivas aplicações.
A disciplina foi organizada de maneira a apresentar aos estudantes uma introdução aos Materiais Fotônicos com enfoque nas propriedades e aplicações, especialmente. Serão abordadas as propriedades ópticas e espectroscópicas especialmente de materiais ativados com íons lantanídeos. Conceitos de espectroscopia óptica serão discutidos. Todos os conceitos abordados na disciplina serão fundamentais para a formação dos estudantes de pós-graduação deste programa que trabalham com materiais ópticos, fotônicos e aplicam técnicas espectroscópicas na caracterização dos materiais.
Teoria
Introdução a materiais fotônicos e biofotônicos
Materiais dopados com íons Lantanídeos
Íons lantanídeos: Ocorrência e Propriedades
Espectroscopia de absorção e luminescência
Transições radiativas e não-radiativas
Probabilidade de transição, Eficiência e rendimento quântico
Cinética de fotoluminescência
Transferência de Energia
Mecanismos de Conversão ascendente de energia
Mecanismos de Conversão descendente de energia.
Intensificação de luminescência- transferência de energia
Preparação de dispositivos fotônicos
Principais aplicações em áreas de: saúde, ambiental, energia, telecomunicações.
Parte experimental
Preparação de materiais fotônicos e caracterização espectroscópica. Obtenção de espectros de excitação e emissão na região do UV, visível e infravermelho próximo (NIR). Estudo cinético de fotoluminescência. Dinâmica de um processo de conversão ascendente de energia.
SIGOLI, F. A., BISPO JUNIOR, A. G., DE SOUSA FILHO, P.C., Lantanídeos: química, luminescência e aplicações, Átomo, 2022, 424p.
DIAS, A. DE B., Luminescence of lanthanide ions: in coordination compounds and nanomaterials, John Wiley and Sons, 2014, 370 p.
SOLÉ, J. G.; BAUSÁ, L.E.; JAQUE, D. An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids. John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, England, 2005. 283 p.
LUCAS, J. et al. Rare earths: Science, Technology, Production and Use. Elsevier, 2015, 406 p.
WYBOURNE, B.G.; SMENTEK, L. Optical Spectroscopy of Lanthanides: Magnetic and Hyperfine Interactions. Taylor & Francis Group, Boca Raton, United States of America, 2007. 334 p.
DIEKE, G. H. Spectra and Energy Levels of Rare Earths Ions in Crystals. Interscience Publishers, New York, United States of America, 1968. 401 p.
GUOKUI, L., BERNARD, J. (Ed.). Spectroscopic Properties of Rare Earths. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag, 2005. 560 p.
COTTON, S. Lanthanide and Actinide Chemistry, Wiley, Chichester, 2006.
RONDA, C. Luminescence: from theory to applications; Wiley, Weinhein, 2008.
BLASSE, G.; Grabmaier; B.C., Luminescent Materials, Springer-Verlag, Berlin, 1994.
RIBEIRO, S. J.L., DOS SANTOS, M. V., SILVA, R. R., PECORARO, E., GONÇALVES, R. R., and CAIUT, J. M. A., Chapter 30: Optical Properties of Luminescent Materials,The Sol–Gel Handbook: Synthesis, Characterization, and Applications, First Edition. Edited by David Levy and Marcos Zayat, 2015 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Published 2015 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
FERRARI, M.; RIGHINI, G. Rare-earth-doped glasses for integrated optical amplifiers, in: N.S. Hussain, J.D.S. Santos (Eds.), Physics and Chemistry of Rare-Earth Ions Doped Glasses, Trans Tech Publishers, Switzerland, 2008, p. 300.
RIGHINI, G. C. , DUMEIGE, Y., FERON, P. , FERRARI, M., NUNZI CONTI, G., RISTIC, D. and SORIA, S., Whispering gallery mode microresonators: Fundamentals and applications, RIVISTA DEL NUOVO CIMENTO Vol. 34, N. 7, 2011. DOI 10.1393/ncr/i2011-10067-2
Específicos artigos científicos e livros serão sugeridos pelos docentes durante as aulas.
Vide Campo Obsrevação
Forma de avaliação:
A avaliação será realizada através de realização de discussões dirigidas, apresentação de seminário e relatório da parte experimental.
O aproveitamento do aluno será expresso por um conceito A, B, C, R ou T.
Sendo a Nota final resultante da média aritmética das atividades acima descritas, considerando para pontuação:
A = 10 à 9,0
B = 8,9 à 7
C = 6,9 à 5
R < 5,0
Por fim:
A – Excelente, com direito a crédito;
B – Bom, com direito a crédito;
C – Regular, com direito a crédito;
R – Reprovado, sem direito a crédito;
T – Aprovado em disciplina cursada fora da USP;
O aluno de Mestrado ou Doutorado será considerado aprovado se atender às exigências de rendimento escolar (conceitos A, B ou C) e frequência mínima de setenta e cinco por cento nas disciplinas de Pós-Graduação.