Advances in photonics are related to obtaining new materials and nanostructured systems, as well as studying non-linear effects. In this sense, laser emission resulting from the confinement of light in a disordered structure is a promising field of research, as well as the development of optical thermometers and materials that can be applied as anti-counterfeiting devices, among others. In this work, YAG (Yttrium Aluminum Garnet, Y3Al5O12) spheres doped with different lanthanide ions were obtained via spray pyrolysis, a methodology that provides high yield and can be used for large-scale production, without generating byproducts, and offering the advantage of not introducing impurities into the final product, since there is no external contact with the precursors, and each drop constitutes a homogeneous mini reactor that has the same chemical composition as the initial solution. During the synthesis and even after heat treatment at 1100 °C, the particles did not coalesce. All characterizations confirmed that the YAG phase was obtained in the presence of lanthanide ions (Nd3+, Yb3+/Er3+ or Yb3+/Tm3+), which had their spectroscopic properties analyzed and explored for photonic applications. The Nd3+:YAG particles were studied for their emissions in disordered environments, Yb3+/Er3+:YAG were intended for studies at different temperatures, while in the Yb3+/Tm3+:YAG systems the characteristic blue-emission was observed, which makes this material a possible candidate for an anti-counterfeiting device. Furthermore, aiming for biological applications, these particles were added to silk fibroin which is a biocompatible matrix that allows the insertion of different ions, molecules or nanoparticles; that shows good suitability in optical systems, mainly due to high transparency (> 95%) throughout the visible region of the spectrum; that is mechanically robust and moldable in the form of films, wires and particles. In the case of SF-Yb3+/Er3+:YAG and SF-Yb3+/Tm3+:YAG composites, the same behavior observed in the particles was also observed in the film form.

Os avanços na área da fotônica estão intimamente relacionados à obtenção de novos materiais e sistemas nanoestruturados, bem como ao estudo de efeitos ópticos não-lineares. Neste sentido, a emissão laser em ambiente aleatório é um promissor campo de pesquisa, assim como o desenvolvimento de termômetros óticos e de materiais possíveis de serem aplicados como dispositivos anti-falsificação, entre outros. Visto isto, neste trabalho, esferas de YAG (Ítrio Alumínio Garnet, Y3Al5O12) dopadas com diferentes íons lantanídeos foram obtidas via pirólise de aerossol, uma metodologia que proporciona alto rendimento e pode ser empregada para produção em larga escala, não gerando subprodutos, e oferecendo a vantagem de não introduzir impurezas no produto final, uma vez que não há contato externo com os precursores, e cada gota constitui um mini reator homogêneo que possui a mesma composição química da solução inicial. Durante a síntese e, mesmo após tratamento térmico a 1100 °C, as partículas não coalesceram. Todas as caracterizações confirmaram que a fase YAG foi obtida na presença dos íons lantanídeos (Nd3+, Yb3+/Er3+ ou Yb3+/Tm3+), que tiveram suas propriedades espectroscópicas analisadas e exploradas visando aplicações fotônicas. As partículas de YAG:Nd3+ foram estudadas quanto à suas emissões em ambientes desordenadas, já as partículas de YAG:Yb3+/Er3+ foram destinadas à estudos em diferentes temperaturas, enquanto nos sistemas YAG:Yb3+/Tm3+ foi observado a emissão caraterística no azul, o que torna este material um possível candidato à dispositivo anti-falsificação. Além disto, visando aplicações biológicas, estas partículas foram adicionadas à fibroína da seda, uma matriz biocompatível que permite a inserção de diferentes íons, moléculas ou nanopartículas; apresenta boa adequação em sistemas ópticos, devido, principalmente, a elevada transparência (> 95%) em toda a região visível do espectro; é mecanicamente robusta e modelável na forma de filmes, fios ou partículas. No caso dos compósitos SF-YAG:Yb3+/Er3+ e SF-YAG:Yb3+/Tm3+, os mesmos comportamentos observados nas partículas foram constatados também na forma de filme.