Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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TÉCNICAS

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TÉCNICAS DISPONÍVEIS


As técnicas e configurações experimentais a seguir estão disponíveis nesta linha de luz. Para saber mais sobre as limitações e requerimentos das técnicas, contate o coordenador da linha de luz antes de submeter sua proposta.

FOTOLUMINESCÊNCIA (PL)


A técnica de fotoluminescência, do inglês Photoluminescence (PL), na região em energia do ultravioleta violeta de vácuo é usada para investigar a região da banda de valência e a região do band gap óptico de sólidos cristalinos como isolantes e semicondutores. Com esta técnica é possível descrever a banda de valência, a largura do band gap, a posição de níveis de energia e entender o papel de cada uma dessas variáveis no processo de emissão luminescente de um material cristalino, por exemplo. Este tipo de informação permite o desenvolvimento de materiais para aplicações específicas, por exemplo: marcadores biológicos, detectores de radiação, materiais usados na confecção de lasers e diodos emissores de luz (light emitting diodes – LED), fósforos para iluminação, materiais armazenadores de energia, etc.

Montagem: A montagem para medidas de PL apresenta dois principais modos de detecção de luz. 1 – Excitação: uma fibra óptica é posicionada em ângulo com a amostra e o feixe de radiação síncrotron, de modo que a fibra possa coletar a máxima quantidade de luz emitida pela amostra após sua exposição à radiação. Essa fibra é acoplada a uma fotomultiplicadora, a qual integrará o sinal coletado e permitirá que sejam obtidas informações sobre a excitação das amostras numa faixa de energia específica. 2 – Emissão: é dedicado ao estudo do perfil da emissão de um dado material quando excitado em energias específicas. A mesma fibra óptica usada nos estudos de excitação, ainda posicionada em ângulo com a amostra, agora é conectada a um espectrômetro (200 – 900 nm) e o perfil da emissão é gravado. É possível também compor montagens auxiliares que envolvem o monitoramento simultâneo de excitação, emissão e intensidade da emissão, ou medidas resolvidas no tempo (fluorescência e persistência). Nas medidas resolvidas no tempo, o modo de persistência está disponível na linha de luz. Já o modo de fluorescência, somente está disponível quando o acelerador opera em modo de raios X pulsados, o modo single-bunch. Medidas por Total Electron Yield (TEY) é usado de forma a complementar esse tipo de experimento, pois permite a obtenção de informações quanto à absorção da amostra. Para maiores informações, contatar o coordenador da linha.

Publicações recentes usando essa montagem:

  1. Segreto, A.A. Machado, W. Araujo, V. Teixeira, “Delayed light emission of Tetraphenyl-butadiene excited by liquid argon scintillation light. Current status and future plans” Journal of Instrumentation, v. 11, n. 02, p. C02010, 2016. doi:10.1088/1748-0221/11/02/C02010
  2. C. Teixeira, L.C.V. Rodrigues, D. Galante, M.V.S. Rezende, “Effect of lithium excess on the LiAl5O8:Eu luminescent properties under VUV excitation” Optical Materials Express, v. 6, n. 9, p. 2871-2878, 2016. doi: 10.1364/OME.6.002871
  3. C.S. Pedroso, J.M. Carvalho, L.C.V. Rodrigues, J. Höslä, H.F. Brito, “Rapid and Energy Saving Microwave-Assisted Solid-State Synthesis of Pr3+, Eu3+ or Tb3+ Doped Lu2O3 Persistent Luminescence Materials” ACS Applied Materials & Interfaces, 2016. doi: 10.1021/acsami.6b04683
  4. S. Bezerra, M.E.G. Valerio, “Structural and optical study of CaF2 nanoparticles produced by a microwave-assisted hydrothermal method”. Physica B: Condensed Matter, v. 501, p. 106-112, 2016. doi: 10.1016/j.physb.2016.08.025

 

IRRADIAÇÃO DE AMOSTRAS E ESPECTROMETRIA DE MASSAS


A linha TGM pode ser usada como uma fonte de luz com características únicas. Nela, são cobertos comprimentos de onda menores que 280 nm (UVB) e o ultravioleta profundo (até ca. 4 nm), semelhante ao ambiente espacial. Além disso, é possível utilizar a luz monocromatizada ou o modo de feixe branco (espectro completo/reflexão total) ou feixe pink (feixe branco com filtro de gases passa-baixa, para evitar altas energias). Esses modos podem ser usados para simular irradiação solar no espaço e para testar materiais para a indústria aeroespacial (especialmente polímeros), e também como fonte de luz em estudos de astroquímica em fases sólidas e gasosas, astrofísica e para sondar a resistência de biomoléculas e microorganismos em condições espaciais ou simulações planetárias para astrobiologia.

Montagem: neste modo, a TGM normalmente opera com uma câmara padrão para a irradiação de materiais. Se necessário, aparatos diferenciados de medidas podem ser montados para monitorar a amostra in situ e em tempo real, e estes podem incluir espectrômetros de massa (QMS, ToF) ou detectores para espectroscopias no UV-Vis e Raman. Montagens customizadas podem ser preparados ou adaptados. Para mais informações, contate o coordenador da linha.

Publicações recentes usando essa montagem:

  1. M. Betancourt, L.H. Coutinho, R. B. Bernini, C.E.V. Moura, A B. Rocha, G. G. B. Souza. “VUV and soft x-ray ionization of a plant volatile: Vanillin (C8H8O3). The Journal of chemical physics, v. 144, n. 11, p. 114305, 2016. doi:10.1063/1.4944084.
  2. C. Abrevaya, I.G. Paulino-Lima, D. Galante, F. Rodrigues, P.J.D. Mauas, E. Cortón, C.A.S. Lage. “Comparative survival analysis of Deinococcus radiodurans and the Haloarchaea Natrialba magadii and Haloferax volcanii exposed to vacuum ultraviolet irradiation. Astrobiology, v. 11, n. 10, p. 1034-1040, 2011. doi:10.1089/ast.2011.0607.
  3. S. Arruda, A. Medina, J.N. Sousa, L.A.V. Mendes, R.R.T. Marinho, F.V. Prudente, “Communication: Protonation process of formic acid from the ionization and fragmentation of dimers induced by synchrotron radiation in the valence region”. The Journal of chemical physics, v. 144, n. 14, p. 141101, 2016. doi: 10.1063/1.4945807