ESTUDO DO ACOPLAMENTO ELETRÔNICO DAS TRANSIÇÕES ÓPTICAS EM NANOPARTÍCULAS DE Bi/Bi2O3 ATRAVÉS DE MEDIDAS DE ABSORÇÃO ÓPTICA E FOTOLUMINESCÊNCIA DE EXCITAÇÃO
Os materiais a base de bismuto têm sido amplamente estudados devido a suas atividades fotocatalíticas, quando interage com luz visível, deste modo, o estudo detalhado da interação entre a radiação e nanopartículas de bismuto torna-se um ponto crucial para aplicações que requerem deste tipo de propriedades. Neste trabalho se descreve as propriedades luminescentes de nanopartículas de Bi/Bi2O3 (Bi/Bi2O3:NPs) dispersas em solução coloidal. As Bi/Bi2O3:NPs foram sintetizadas utilizando uma solução aquosa contendo hidróxido de potássio (KOH) e nitrato de bismuto penta-hidratado ((Bi(NO)3)3 . 5H2O). As transições ópticas das Bi/Bi2O3:NPs foram investigadas mediante medidas de absorção óptica (AO), fotoluminescência (PL) e fotoluminescência de excitação (PLE). As Bi/Bi2O3:NPs exibiram luminescência na região visível e vários centros de absorção na região ultravioleta. As medidas de AO e de PLE em diferentes comprimentos de onda revelaram várias bandas de absorção. Essas bandas foram associadas à formação de famílias de nanopartículas (NPs) com diferentes tamanhos. Os centros de emissão em Bi/Bi2O3:NPs são uma questão ainda controversa devido as várias mudanças no estado de valência dos íons bismuto. Neste trabalho expõe-se esquematicamente as transições ópticas nas Bi/Bi2O3:NPs sintetizadas e explora-se o acoplamento entre essas transições. Através deste estudo desenvolvemos uma metodologia para analisar conjuntamente os resultados de duas técnicas de absorção bastante exploradas na pesquisa de nanoestruturas semicondutoras: PLE e AO combinadas com a PL.
ESTUDO DO ACOPLAMENTO ELETRÔNICO DAS TRANSIÇÕES ÓPTICAS EM NANOPARTÍCULAS DE Bi/Bi2O3 ATRAVÉS DE MEDIDAS DE ABSORÇÃO ÓPTICA E FOTOLUMINESCÊNCIA DE EXCITAÇÃO
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DOI: 10.22533/at.ed.5172010082
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Palavras-chave: Nanopartículas, Bismuto, Fotoluminescência (PL), Absorção óptica (AO), Fotoluminescência de excitação (PLE)
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Keywords: Nanoparticles, Bismuth, Photoluminescence (PL), optical absorption (AO), excitation photoluminescence (PLE)
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Abstract:
Bismuth-based materials have long been studied because of their expected photocatalytic activities under visible light, therefore a detailed study of the interaction between radiation and Bismuth nanoparticles is a fundamental point for applications. This work report on the luminescence properties of the Bi/Bi2O3 nanoparticles (Bi/Bi2O3:NPs) dispersed in aqueous colloidal solution. The Bi/Bi2O3:NPs were synthesized under an aqueous condition, using a mixture containing potassium hydroxide (KOH) and bismuth nitrate pentahydrate((Bi(NO)3)3 . 5H2O). Optical transition in Bi/Bi2O3:NPs were investigated by optical absorption (OA), Photoluminescence (PL) and photoluminescence excitation (PLE). The Bi/Bi2O3:NPs exhibited visible luminescence and several absorption center. Photoluminescence excitation measurements reveals several broad and sharp structures. The identification of these bands through PLE and OA measurements exposes various emissions in the visible spectra which were associated to the formation of NPs family with different size. The emission centers in Bi/Bi2O3:NPs are controversial issue due to various bismuth ions valence state changes. This work reveals an architecture of the optical transitions in the NPs synthetized and explore the coupling between those transition. Through this study, we developed a methodology to jointly analyze the results of two absorption techniques widely explored in the research of semiconductor nanocrystals: PLE and AO combined with PL.
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Número de páginas: 13
- Pablo Henrique Menezes
- Silvio José Prado
- Victor Ciro Solano Reynoso
- Raul Fernando Cuevas Rojas
- Miguel Angel González Balanta
