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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Ferbonink, Guilherme Ferreira
Título: Espectroscopia Resolvida no Tempo Aplicada ao Estudo de Transferência de Energia em Moléculas Orgânicas e em Nanopartículas de Ouro
Ano: 2014
Orientador: Prof. Dr. René Alfonso Nome Silva
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Espectroscopia resolvida no tempo, Femtossegundos, Estrutura vibrônica, Nanopartículas de ouro, Espectroscopia ultrarrápida
Resumo: Nos últimos anos, várias descobertas vêm sendo realizadas sobre como características intrínsecas de um dado sistema podem afetar a transferência eletrônica de energia. Um dos objetivos desta pesquisa é estudar experimentalmente como a estrutura vibrônica pode afetar a transferência eletrônica de energia em moléculas orgânicas segundo o modelo de Förster. Utilizando um sistema molecular com sobreposição espectral sobre bandas vibrônicas bem definidas, podemos verificar experimentalmente que a diminuição da intensidade de emissão do doador unicamente nos comprimentos de onda de absorção do receptor caracteriza transferência de energia pelo modelo emissivo. Diminuição da intensidade integrada de emissão caracteriza transferência de energia pelo mecanismo de Förster. A taxa de transferência de energia pelo mecanismo de Förster foi mais significativa quando a sobreposição espectral ocorre nas bandas vibrônica 0-1,0-2 ao invés da banda 0-0. Na segunda parte do trabalho realizado, aplicamos a técnica de absorção transiente para o estudo de nano prismas de ouro depositados sobre dois substratos diferentes. Neste trabalho, nós descrevemos a preparação e caracterização de matrizes isoladas de nanoprismas triangulares de ouro sobre o vidro contendo uma camada de ITO por litografia de nanoesferas. O espectro de absorção linear de Au / vidro e Au / ITO / vidro exibe ressonância de plasmon de superfície em 800 nm e 870 nm, com um deslocamento para o vermelho de 70 nm, associado ao índice de refração de ITO. Foram realizadas medidas de espectroscopia de uma única cor de bombeio e prova com resolução temporal de 100 fs em comprimentos de onda inferiores a ressonância, em ressonância, e acima da ressonância de plasmon de superfície para cada um destes dois sistemas. A dinâmica ultrarrápida em ambos os sistemas pode ser bem descrita com um modelo que contabiliza o espalhamento elétron-elétron, o acoplamento elétron-fônon, e oscilações acústicas no término do resfriamento da estrutura de ouro. Os resultados para as nanopartículas de ouro, para cada um dos comprimentos de onda são bem descritos como tendo índice de refração complexo com dependência do comprimento de onda, que modula os sinais de bombeio e prova medidos.
Abstract: Structure-property relationships for electronic energy transfer have been investigated in recent years. One of the goals of the present research is to perform an experimental study of vibronic structure effects in electronic energy transfer between small organic molecules according to Forster’s model. We have chosen organic molecules with well-defined spectral overlap between vibronic bands, which enabled us to experimentally characterize a decrease in donor emission intensity at the acceptor absorption wavelengths thereby indicating radiative energy transfer. A decrease in the integrated emission intensity characterizes energy transfer by the Forster mechanism. Forster energy transfer rates were higher when the spectral overlap involved 0-1 and 0-2 vibronic bands rather than 0-0 band. In the second part of this work, we have employed ultrafast transient absorption spectroscopy to investigated gold nano prisms deposited over two different substrates: Au over glass (Au/glass) and Au over ITO deposited on glass (Au/ITO/glass). In the present work, we describe the preparation and characterization of these two samples employing the nanosphere lithography technique. The linear absorption spectra of Au/glass and Au/ITO/glass respectively show surface plasmon resonances at 800 nm and 870 nm, with a 70nm redshift attributed to the ITO refractive index. We have performed femtosecond one-color pump-probe measurements with 100 fs time resolution below the surface plasmon resonance, at resonance, and above the surface plasmon resonance for each of these two systems. For both systems, the ultrafast dynamics can be well described with a model that takes into account electron-electron scattering, electron-phonon coupling, phonon-phonon coupling and acoustic damping. The wavelength-dependence observed can be explained in terms of the sample frequency-dependent complex refractive index which modulates the measured pumpprobe signals.
Arquivo (Texto Completo): 000953386.pdf (tamanho: 3,51 MB)

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