Sintesi, caratterizzazione e luminescenza visibile di nanopolveri e nanocompositi attivati con ioni lantanidi (2003)

Starting date
January 1, 2003
Duration (months)
24
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Bettinelli Marco Giovanni
URL
2003035190_001
Keyword
MATERIALI;NANOCRISTALLI;NANOCOMPOSITI;LUMINESCENZA;LANTANIDI;SOL-GEL;SINTESI;STRUTTURA;SPETTROSCOPIA

Il programma proposto riguarda la preparazione, lo studio strutturale e spettroscopico di una classe specifica di materiali innovativi, costituiti da particelle nanometriche, nanocompositi e strati sottili, attivati con ioni lantanidi trivalenti, e che mostrino efficiente luminescenza nel visibile e nell'infrarosso. Questi materiali hanno acquisito negli ultimi anni notevole rilevanza a causa delle loro importanti applicazioni tecnologiche, in particolare nei settori della fotonica, dei laser, degli amplificatori ottici, dei fosfori per rivelazione di fotoni e di particelle, dei sensori luminescenti e dei saggi di tipo biomedico.
Nel dettaglio, l'attenzione verrà principalmente rivolta a:
a) polveri nanocristalline di ossidi misti (in particolare Y3Al5O12, Lu3Al5O12, Gd3Ga5O12, YAlO3, LuAlO3, YVO4, LuVO4, La2(MoO4)3, Gd2(MoO4)3, YBO3, Y2SiO5 e Lu2SiO5) attivate con gli ioni lantanidi trivalenti (Ln3+): Ce3+, Nd3+, Er3+, Eu3+, Ho3+, Tm3+, Yb3+ e Dy3+;
b) nanocompositi Lu2O3/SiO2 e Y2O3/SiO2 attivati con lo ione Eu3+ e vetri silicati, borosilicati, fosfosilicati e borofosfosilicati, anche aventi stuttura tipo opale o opale inverso, attivati con gli ioni lantanidi Ce3+, Gd3+ e Tb3+;
c) ibridi organici/inorganici basati su polimeri PEG e/o PEO a basso peso molecolare o monomeri di tipo acrilico polimerizzati in situ con alcossidi di silicio e zirconio, contenenti lo ione Eu3+;
d) strati sottili di ossidi misti (in particolare Y3Al5O12, Lu3Al5O12, Gd3Ga5O12, YVO4, LuVO4, La2(MoO4)3 e Gd2(MoO4)3) attivati con gli ioni lantanidi trivalenti Nd3+, Er3+, Eu3+, Tb3+, Ho3+, Tm3+, Yb3+ e Dy3+.
Questi materiali saranno preparati mediante opportune tecniche innovative (sintesi per combustione, sol-gel, sintesi idrotermale, decomposizione pirolitica, ball milling, sputtering) o con tecniche chimiche convenzionali. I materiali ottenuti saranno caratterizzati in modo approfondito e ne sarà compiuta una dettagliata indagine strutturale. Saranno quindi studiate le loro proprietà di luminescenza, allo scopo di comprendere i meccanismi responsabili del rilassamento degli stati eccitati e l'effetto della microstruttura.
L'obiettivo finale è quello di definire le correlazioni struttura-proprietà e quindi individuare le condizioni preparative ottimali per massimizzare l'efficienza della luminescenza, anche in vista di possibili applicazioni nel settore dei dispositivi ottici.
Ove possibile, particolare attenzione sarà rivolta allo studio dei fenomeni di upconversion (emissione anti-Stokes) che dà luogo ad applicazioni tecnologiche particolarmente importanti (ad esempio nel settore biomedico).

Sponsors:

Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: COFIN - Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale

Project participants

Activities

Research facilities