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Propriedades Ópticas

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Eduardo Farencena

on 25 October 2013

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Transcript of Propriedades Ópticas

Propriedades Ópticas
Nanomaterias

Propriedades óticas dos metais:
Fácil mudança dos estados de energia dos elétrons da banda de valência para a banda de condição.

A maior parte da radiação absorvida e reemitida na forma de luz visível (com o mesmo comprimento de onda).
Incorporação de efeitos quânticos de dimensão.

O aumento do diâmetro médio de 5 a 100nm origina um desvio para o vermelho.

A forma das nanopartículas também influência as propriedades ópticas.
Propriedades ópticas
É a resposta de um material submetido a exposição de uma radiação eletromagnética, no caso, à luz visível.

Essas propriedades podem ser identificadas nas interações da luz incidente com os sólidos, que são:

Todos os corpos emitem radiação eletromagnética (movimento térmico de átomos e moléculas).

Os fenômenos ópticos ocorrem no interior dos sólidos, envolvem interações entre a radiação eletromagnética e os átomos, íons, íons e/ou elétrons.

Propriedades óticas dos não-metais:
Cerâmicos e polímeros podem ser transparentes a luz visível.

A luz é absorvida por materiais com banda proibida menor que 1,8eV.

Materiais com banda proibida (entre 1,8eV e 3,1eV) absorvem apenas alguns comprimentos de onda.


Quando a radiação não é absorvida nem transmitida completamente por um material, é parcialmete refletida.

Transmissão, depende da espessura da amostra e de todas as perdas por absorção e reflexão.
Eduardo Farencena
Etiene Farias

Refração
Reflexão
Absorção
Transmissão
Transições eletrônicas e polarização eletrônica.
Estrutura de Bandas
Refletância dos metais entre 0,90 e 0,95 (dissipação do calor).
comprimento de onda maior
comprimento
de onda menor
metais são opacos
metais são transparentes
translucidez e
opacidade
característica interna de refletância e transmitância
Propriedades Ópticas de Nanopartículas Metálicas
Nanopartículas de Ouro




A banda de SPR é muito mais forte para as nanopartículas plasmonc (Au e Ag) do que outros metais.

A intensidade da banda, do comprimento de onda SPR, depende dos fatores que afetam a densidade de carga de elétrons na superfície da partícula, tais como o tipo de metal, o tamanho das partículas, a forma, a estrutura, composição e a constante dieléctrica do meio envolvente.
SPR
Induz uma forte absorção de luz incidente
Nanopartículas Semicondutoras (não-metais)
O tamanho reduzido destas estruturas semicondutoras leva a que estas apresentem propriedades ópticas distintas daquelas que o mesmo material apresenta numa escala superior.

Estruturas semicondutoras com confinamento quântico em três direções ortogonais são designadas por pontos quânticos ou quantum dots.
Devido ao confinamento quântico, estas estruturas manifestam um comportamento muito similar aos átomos, apresentando estados de energia discretos.

A transição de um elétron da banda de valência para a banda de condução, origina o aparecimento de um par elétron-lacuna.

Quando a energia entre eles é suficiente para manter o par ligado, designa-se o par por exciton.
Pontos Quânticos (Quantum Dots)
São cristais semicondutores (CdSe ou PbS), por serem extremamente pequenos com cerca de 10 a 50 átomos de diametro, 1 a 5nm de raio e são fluorescentes.
É possivel obter, com o mesmo material diferentes tipos de pontos quânticos (diferentes cores).
Síntese de Quantum Dots
Aplicações
Biológicas
Tecnologia Genética
Sensores de DNA e RNA
Marcação Celular
Marcação de proteínas
Rastreamento de células
Marcação multicolorida
Imagens de células tumorais marcadas com QD:
QD brilhantes permitem a visualização das células tumorais com uma imagem de fluorescência de todo o animal.
Referências Bibliográficas
Conde João P. Nanomateriais. Química. LISBOA e INESC Microsistemas e Nanotecnologias. p. 57 - 59.


M.MartinseT.Trindade.Os nanomateriais e a descoberta de novos mundos na bancada do químico. Quim. Nova 35 (2012) 1434 - 1446.


Mostafa A. El-Sayed. Journal of Advanced Research. 2010, páginas 13-28. Disponível em <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123210000056>. Acesso em 22 de Out. 2013.
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