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1. Ferreira, Paulo Henrique Dias. Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados.

Degree: PhD, Física Básica, 2011, University of São Paulo

Neste trabalho investigamos a dinâmica de formação de nanopartículas de Au por pulsos de femtossegundos formatados (800 nm, 30 fs, 1 kHz e 2 mJ), induzida pela ionização da molécula de quitosana. Inicialmente desenvolvemos um sistema de formatação de pulsos ultracurtos que faz uso de um modulador espacial de luz, constituído por um arranjo linear de cristais líquidos, com o qual somos capazes de impor distintas modulações de fase ao pulso laser. Para monitorar o processo de produção de nanopartículas, montamos um sistema de excitação (pulsos de femtossegundos) e prova (luz branca), o qual permite a observação em tempo real do aparecimento da banda de plásmon e, consequentemente, da dinâmica de formação das nanopartículas. Resultados obtidos para pulsos não formatados (limitados por Transformada de Fourier) demonstraram que a formação de nanopartículas deve-se à ionização não linear da quitosana, a qual está relacionada à oxidação do grupo hidroxila para o grupo carbonila. Medidas de microscopia eletrônica de transmissão forneceram os tamanhos (entre 20 e 100 nm) e formatos (esferas, pirâmides, hexágonos, bastões, etc) das nanopartículas geradas. Ainda, nossos resultados revelaram que esta ionização é iniciada por absorção multifotônica, mais especificamente por absorção de 4 fótons. Utilizando pulsos formatados com fase espectrais constante, degrau e cossenoidal com diferentes frequências, investigamos a influência destes na formação de nanopartículas. Concluímos que os pulsos mais longos são mais favoráveis ao processo de ionização, e consequente redução dos íons de Au para a formação de nanopartículas metálicas. Este comportamento se deve, provavelmente, à redistribuição da energia absorvida para os modos vibracionais, o que é mais provável para pulsos mais longos. Assim, o método apresentado pode abrir novas maneiras para a formação de nanopartículas de metálicas, as quais podem ser mais exploradas dos pontos de vista aplicado e fundamental.

In this work we have studied the synthesis of Au nanoparticles using shaped ultrashort pulses (800 nm, 30 fs, 1 kHz and 2 mJ), induced by the ionization of the chitosan. Initially we developed a pulse shaping setup that uses a spatial light modulator (liquid crystals array), with which we are able to impose distinct phase mask to the laser pulse. In order to monitor the nanoparticles production process, we used a pump-probe system, consisting of femtosecond pulses (pump) and white light (probe), which allows the observation of the plasmon band enhancement and hence the nanoparticles formation dynamics. The results obtained by Fourier Transform limited pulses have shown that the nanoparticles formation is due to the nonlinear ionization of chitosan, which is related to hydroxyl group oxidation to the carbonyl group. Transmission electron microscopy measurements provided the sizes (20-100 nm) and shapes (spheres, pyramids, hexagons, rods, etc.) of the produced nanoparticles. Moreover, our results revealed that ionization is initiated by multiphoton absorption, more…

Advisors/Committee Members: Mendonça, Cleber Renato.

Subjects/Keywords: Amplified ultrashort pulses; Femtosecond pulse shaping; Formatação de pulsos de femtossegundos; Gold nanoparticles; Ionização multifotônica; Multiphoton ionization; Nanopartículas de ouro; Pulsos ultracurtos amplificados

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Ferreira, P. H. D. (2011). Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados. (Doctoral Dissertation). University of São Paulo. Retrieved from http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-19012012-083752/ ;

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Ferreira, Paulo Henrique Dias. “Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados.” 2011. Doctoral Dissertation, University of São Paulo. Accessed February 17, 2019. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-19012012-083752/ ;.

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Ferreira, Paulo Henrique Dias. “Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados.” 2011. Web. 17 Feb 2019.

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Ferreira PHD. Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados. [Internet] [Doctoral dissertation]. University of São Paulo; 2011. [cited 2019 Feb 17]. Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-19012012-083752/ ;.

Council of Science Editors:

Ferreira PHD. Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados. [Doctoral Dissertation]. University of São Paulo; 2011. Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-19012012-083752/ ;

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