Fenômenos de interfaces e aplicações em sistemas orgânicos
| Autor: | Muriel de Pauli |
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| Přispěvatelé: | Angelo Malachias de Souza, Luiz Alberto Cury, Maria Luisa Sartorelli, Gustavo Almeida Magalhaes Safar, Guinther Kellermann |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2016 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFMG Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
| Popis: | Neste trabalho apresentamos estudos de propriedades físicas básicas e aplicadas de materiais orgânicos, com ênfase na compreensão de fenômenos relacionados à interfaces. Diversas técnicas de investigação estrutural foram utilizadas para caracterizar os materiais orgânicos estudados, relacionando suas características físico-químicas e eletrônicas à potenciais usos na construção de dispositivos orgânicos. Moléculas auto-ordenadas de ácidos fosfônicos (com caráter dielétrico), moléculas semicondutoras e polímeros emissores de luz foram investigados nesta tese através das técnicas de refletividade de raios-x, difração convencional e difusa de raios-x, refletividade ressonante na borda do carbono e microscopia de força atômica. Nossos resultados mostraram que em sistemas demulticamadas de ácidos fosfônicos a transição de fase ordem-desordem está relacionada à configuração de ordenamento das moléculas e inicia-se pelas bordas dos domínios cristalinos. Além disso, foram observadas diferenças na reatividade química das moléculas de ácido fosfônico posicionadas no interior ou nas bordas expostas destes domínios, resultando em reatividade química diferenciada permitindo selecionar áreas com diferentes características de crescimento via quimissorção sobre esses materiais. Transistoresorgânicos também foram fabricados e estudados estruturalmente e eletricamente. Com o intuito de aumentar o número de camadas e maximizar efeitos de interfaces propusemos a construção de dispositivos com dielétrico de multicamadas híbridas (orgânico-inorgânico). Para dispositivos com baixa rugosidade interfacial obtivemos valores consideravelmente maiores para mobilidade eletrônica e estabilidade operacional, se comparados a dispositivos convencionais. Dispositivos orgânicos emissores de luz também foram investigados, com ênfase nas interações eletrônicas que ocorrem na interface entre as camadas doadora e aceitadora. Elucidamos algumas características do fenômeno de transferência de energia excitônica em função da combinação de polímeros e solventes, demonstrando que a interação entre polímeros na interface de dois filmes está relacionada com a afinidade química dos mesmos e tem fraca dependência do solvente utilizado na deposição de cada camada. Finalmente, a distância de interação molecular foi experimentalmente obtida, permitindo concluir que a transferência espacial de energia excitônica ocorre de modo eficiente para distâncias consideravelmente menores que o raio de Förster. Os fenômenos de interface discutidos nessa tese são exemplos de trabalhos possíveis graças à correlação das técnicas de investigação estrutural e de caracterização óptica e/ou elétrica. In this thesis we investigate basic physical properties as well as applications of organic materials. The understanding of interface related phenomena is particularly emphasized. Our choice of experimental techniques is able to reveal structural aspects of our systems, allowing to correlate their physical chemistry and electronic characteristics topotential uses on organic devices. Self-assembled molecules of phosphonic acids (with dielectric behavior), organic semiconductor molecules and light-emitting polymers were investigated in this work using X-ray reflectivity, X-ray diffraction (specular and diffuse),resonant X-ray reflectivity at the carbon K edge and atomic force microscopy. Our results show that the order-disorder transition in phosphonic acid multilayer systems is related to the spatial configuration of the molecules and takes place initially at the borders of crystallinedomains. Besides this result, differences in the chemical reactivity of these molecules where found when they are located at the surface or at the edges of domains. Such difference results on selective chemisorption characteristics, allowing the deposition of inorganic oxides on specific areas. Organic transistors were also fabricated and their structure and electric behavior studied. In order to increase the number of layers and maximize interfacial effects we propose the fabrication of organic transistors with hybrid (organic-inorganic) multilayer dielectrics. Devices with reduced interfacial roughness exhibit considerably higher electronic mobility and operational stability, if compared to conventional organic devices using the same compounds. Light-emitting organic devices were also investigated, with particular emphasis on the understanding of electronic interactions that take place at the interface between donor and acceptor layers. Our results show that the excitonic energy transfer phenomenon depends on the chemical affinity of the interacting polymers at the interface, regardless of the combination of solvents used for the layer deposition. Finally, the distance for molecular interactions was obtained experimentally, pointing out to a spatial threshold considerably smaller than the Förster radius. The interface phenomena discussed in this thesis consist on a good example of the possibilities opened by the combination of structuraland optical/electric characterization techniques. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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