Dinâmica ultrarrápida de nanopartículas metálicas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Ferbonink, Guilherme Ferreira, 1985-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Espectroscopia resolvida no tempo
Catálise
Dinâmica estrutural
Efeito Mpemba
Time-resolved spectroscopy
Catalysis
Structural dynamics
Mpemba effect
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639422
Resumo: Orientador: Rene Alfonso Nome Silva
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spelling Dinâmica ultrarrápida de nanopartículas metálicasUltrafast dynamics of metallic nanoparticlesEspectroscopia resolvida no tempoCatáliseDinâmica estruturalEfeito MpembaTime-resolved spectroscopyCatalysisStructural dynamicsMpemba effectOrientador: Rene Alfonso Nome SilvaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: Nanopartículas metálicas são estruturas com uma vasta gama de aplicações, entre elas, a catálise, fotônica, medicina, sensores, entre outras. No presente trabalho, estudamos a dinâmica ultrarrápida de nanopartículas metálicas pelas técnicas de espectroscopia de femtossegundos de bombeio e prova e grade de difração transiente. No primeiro sistema, utilizamos a técnica de grade de difração transiente para estudar a dinâmica ultrarrápida de nanopartículas de ouro em formato de pirâmides com base triangular sobre substratos de vidro e ITO/vidro depositados pelo método de litografia de nanoesferas. Nossos resultados utilizando esta técnica dão consistência aos resultados de espectroscopia de bombeio e prova realizados previamente por nós, mostrando que os resultados de dinâmica ultrarrápida dependentes do comprimento de onda são consequências do índice de refração complexo dependente do comprimento de onda. No segundo sistema, utilizamos a técnica de bombeio e prova para estudar o comportamento da dinâmica ultrarrápida de nanopartículas híbridas ocas formadas por ouro e prata, sintetizadas pela técnica de substituição galvânica. Previamente, as nanopartículas foram submetidas a uma série de caracterizações através de técnicas de microscopia e foram realizados ensaios de atividade catalítica. Nós descobrimos que existe uma correlação inversamente proporcional entre a constante de acoplamento elétron-fônon fundamental e a atividade catalítica das nanopartículas em estudo. Descobrimos também, neste sistema, que quando submetidos a potências mais altas do feixe de bombeio no experimento de bombeio e prova, as nanopartículas ocas apresentam comportamento dinâmico diferente daquele observado no regime linear. Com auxílio de estudos de dinâmica molecular atomística e processos estocásticos, avaliamos que o comportamento seja compatível com uma variante ultrarrápida de transferência de calor anômala. Neste mesmo sistema, efetuamos a caracterização da dinâmica ultrarrápida em função da temperatura entre 23 e 90°C, visualizando uma relação linear entre o período de oscilação do fônon acústico em função da temperaturaAbstract: Metal nanoparticles are structures with a wide range of applications, among them, catalysis, photonics, medicine, sensors, among others. In the present work, we study the ultrafast dynamics of metallic nanoparticles by the techniques of ultrafast pump-probe spectroscopy and ultrafast transient diffraction grating. In the first system, we used the transient diffraction grating technique to study the ultrafast dynamics of pyramidal gold nanoparticles with a triangular base on glass and ITO / glass substrates deposited by the method of nanosphere lithography. Our results using this technique give consistency to the results from pump-probe spectroscopy previously obtained by us, showing that wavelength dependent ultrafast dynamic results are consequences of the complex wavelength dependent refractive index. In the second system, we used the pump-probe technique to study the behavior of the ultrafast dynamics of hollow hybrid nanoparticles composed of gold and silver, synthesized by the galvanic replacement technique. Previously, the nanoparticles were submitted to a series of characterization measurements through microscopy techniques, and tests of catalytic activity were performed. We have found that there is an inversely proportional correlation between the fundamental electron-phonon coupling constant and the catalytic activity of the nanoparticles under study. We also found in this system that when submitted to higher powers of the pump beam in the pump and probe experiment, the hollow nanoparticles exhibit dynamic behavior different from that observed in the linear regime. With the aid of atomistic molecular dynamics studies and stochastic processes, we have argued that the behavior is compatible with an ultrafast variant of anomalous heat transfer. In this same system, we perform the characterization of ultrafast dynamics in function of temperature between 23 and 90 °C, visualizing a linear relationship between the period of the acoustic phonon against temperatureDoutoradoFísico-QuímicaDoutor em CiênciasCNPq,[s.n.]Silva, René Alfonso Nome, 1977-Cavalheiro, Carla Cristina SchmittMiranda, Paulo BarbeitasSousa, Raphael Nagao deSan Miguel Barrera, Miguel AngelUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerbonink, Guilherme Ferreira, 1985-20202020-05-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online ( 121 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639422FERBONINK, Guilherme Ferreira. Dinâmica ultrarrápida de nanopartículas metálicas. 2020. 1 recurso online ( 121 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639422. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1141201Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-08-03T10:15:28Zoai::1141201Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-08-03T10:15:28Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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