Intensificação da luminescência de complexo de Eu(III) por plasmon de superfície em filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett - Assis, Douglas Ricardo de [UNESP] (2021)
Avanços na área de materiais luminescentes, apontam na direção da conformação destes materiais em sistemas bidimensionais, visando a otimização das propriedades ópticas para diversas aplicações. Dentre as técnicas de preparação de filmes finos, a técnica de Langmuir-Blodgett (LB) é a mais promissora para o controle da espessura e a organização em nível molecular dos filmes. A associação de nanopartículas plasmônicas com a conformação bidimensional dos luminóforos é uma estratégia potencial para a intensificação da luminescência. Este trabalho tem como objetivo otimizar os parâmetros relacionados às medidas de espectroscopia de fotoluminescência com excitação ultravioleta in situ na cuba de Langmuir-Blodgett (UV-PLS in situ), relacionar as propriedades luminescentes com a organização molecular 2D dos filmes e investigar os efeitos de nanopartículas de prata nas propriedades fotoluminescentes quando presentes em filmes de Langmuir e LB do complexo [Eu(tta)3(phen)]. Medidas de UV-PLS in situ, em tempo real foram realizadas durante a preparação dos filmes de Langmuir e LB, na qual foram observadas mudanças significativas na intensidade da luminescência quando ocorre as transições de fases indicando que o Eu3+ é uma sensor espectroscópico da organização do filme. Foram obtidas pelo método poliol nanopartículas Ag@AO-OL com diâmetro médio ~10 nm, recobertas com ácido oleico (AO) e oleilamina. A isoterma e a curva do módulo de compressão superficial sugere um empacotamento gradual das nanopartículas conforme o filme é comprimido. A isoterma do [Eu(tta)3(phen)] puro mostrou baixo grau de empacotamento das moléculas do complexo, não apresentando colapso do filme e indicando uma dificuldade na formação do filme de Langmuir. Desta forma, foram preparados filmes mistos [Eu(tta)3(phen)]:AO variando % em mol de ácido oleico e o filme com 10,0% em mol AO se apresentou mais estável. Filmes mistos [Eu(tta)3(phen)]:Ag variando % em massa de Ag@AO-OL foram preparados e o filme que apresentou maior intensidade de emissão foi o filme com 10,0% em massa de Ag@AO-OL. A partir do filme misto [Eu(tta)3phen]:AO_10,0% foi investigado o efeito na luminescência provocado pela adição de % em massa de Ag@AO-OL e foi observado que existe uma faixa de concentração ideal de Ag@AO-OL (8,3 a 13,3%), no qual o erro das medidas é menor indicando a formação de filmes estáveis. O filme LB misto [Eu(tta)3phen]:AO:Ag_10,0% do tipo Z apresentou os maiores fatores de intensificação e a maior eficiência quântica. Comparando os valores de CR dos filmes nos dois mecanismos de excitação dos quatro tipos de filmes LB preparados observa-se maior intensificação da luminescência quando a excitação é feita em 322 nm (excitação no ligante). Conclui-se que o plasmon de superfície das nanopartículas intensifica o campo eletromagnético da radiação excitante, intensificando a absorção do ligante antena que transfere a energia para o Eu3+. A transição 5D0 → 7D2 sofre uma maior intensificação, indicando que a presença da prata influencia mais as transições permitidas pelo mecanismo por dipolo elétrico. Os filmes LB apresentam o mesmo comportamento dos filmes de Langmuir e a intensidade de emissão de uma monocamada depositada em substrato de quartzo, evidencia a potencial aplicação destes filmes em dispositivos ópticos.