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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Qumica

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Ttulo [PT]: Caracterizao do estado polaron do polipirrol atravs de raman e propriedades fotoluminescentes do polipirrol/oxazina 720
Autor(es): Marcos Jos Leite Santos
Palavras-chave [PT]:

Polmeros conjugados. Corantes para laser. Processo de transferncia de energia. FRET. OLED. Polipirrol. Oxazina 720.
Palavras-chave [EN]:
Conjugated Polymers. Laser dyes. Energy transfer process. FRET. OLED.
rea de concentrao: Materiais Polimricos e Cmpsitos
Titulao: Doutor em Cincias
Banca:
Emerson Marcelo Girotto [Orientador] - DQI/UEM
Ivair Aparecido dos Santos - DFI/UEM
Edvani Curti Muniz - DQI/UEM
Susana Ins Crdoba de Torresi
Aldo Jos Gorgartti Zarbin
Resumo:
Resumo: Este trabalho de doutoramento teve como objetivo inicial a caracterizao ptica e estrutural de filmes de polipirrol (ppi) contendo os corantes para laser oxazina 720, LDS 821, cumarina 522, cumarina 480 presos em sua matriz, visando a aplicao em dispositivos orgnicos emissores de luz (OLED). Estes corantes para laser esto divididos em dois grupos: 1) oxazina 720 e LDS 821, onde ambos corantes so excitados em cerca de 633 nm e so sais catinicos; 2) cumarma 480 e cumarma 522, onde ambos corantes so excitados em cerca de 514 nm e so molculas neutras (o que implica em interaes diferentes, entre ppi e corante quando comparado ao grupo 1). Contudo, somente os filmes de ppiloxazina 720 e ppi/LDS 821 apresentaram propriedades pticas interessantes com potencial para aplicao em OLEDs. Os resultados apresentados nesta tese de doutorado foram centrados nas propriedades estruturais do filme de polipirrol/oxazina 720 (ppiloxa) e em elucidar o mecanismo pelo qual a emisso do corante controlada pelas propriedades eltricas e estruturais do filme em diferentes estados de oxidao. O resultado mostra que as propriedades emissoras do filme ppiloxa no so intrnsecas ao polmero conjugado, diferentemente dos trabalhos publicados at ento. Os filmes de polipirrol contendo as molculas dos corantes presos na matriz polimrica foram sintetizados eletroquimicamente. As propriedades eltricas, pticas e estruturais dos filmes foram caracterizadas por voltametria cclica, espectroscopia Raman, espectroscopia UV-vis, medidas de fluorescncia e medidas de tempo de vida do estado excitado. Todas as medidas espectroscpicas foram realizadas com eletroqumica in situ com objetivo de se observar as mudanas pticas e estruturais em diferentes nveis de oxidao. Durante a caracterizao estrutural, observou-se que quando o ppi encontra-se condicionado nas formas oxidada e reduzida o mesmo apresenta modos vibracionais caractersticos de cada estado. Contudo, para estados intermedirios de oxidao, Resumo polmero apresenta modos vibracionais da forma benzide (estado reduzido) e da forma quinide (estado oxidado). Esta fase intermediria foi atribuda ao estado polaron. Atravs dos espectros Raman do filme de ppi puro, esta foi a primeira vez que por medidas estruturais foi possvel determinar o intervalo de potencial no qual as formas polaron e 1nolaron esto presentes. Medidas & fluorescncia e de tempo de vida do estado excitado mostraram que a emisso do corante controlada pelo nvel de oxidao do ppi. Aps estudar e descartar outros possveis mecanismos e efeitos que poderiam afetar a emisso do corante e, considerando a sobreposio entre o espectro de emisso do corante e o espectro de absoro do polmero, foi possvel aplicar o - formalismo descrito por Fiirster (FRET-tranferncia de energia ressonante de Frster) para explicar nosso sistema. O controle da emisso foi explicado como sendo governado pelo processo de transferncia de energia descrito por FRET que dependente da distncia entre o doador e o receptor. A partir do modelo de FRET foram feitos clculos para se determinar a dependncia da eficincia do processo de transferncia de energia com a distncia entre as molculas de corante e as cadeias de polipirrol em diferentes nveis de oxidao. A emisso do corante preso na matriz polimrica pde ser ligada e desligada pelo potencial aplicado ao polmero conjugado. Este processo pode ser aplicado ao desenvolvimento de novos dispositivos fotnicos baseados em polmeros conjugados.

Abstract: This doctor degree project had as initial objective the structural and optical characterization of polypyrrole (ppy) films embedded with molecules of the laser dyes oxazine 720, LDS 821, Coumarin 522 and Coumarin 480, aiming its application in organic light emitting devices (OLED). These laser dyes were divided m two groups: 1) oxazine 720 and LDS 821, the dyes are both excited at around 633 nm, and are cationic salts; 2) Coumarin 480 and Coumarin 522, the dyes are excited at around 514 nm, and are neutral molecules (it implies in different interactions, between ppy and dye, comparing to group 1). However, only the ppy/oxazine 720 and the ppyfLDS 821 films presented interesting opticai properties with potential application in OLED. The results presented in this thesis is focused on the structural and optical properties of ppyloxazine 720 (ppy/oxa) and in the elucidation of the mechanism by which the laser dye emission is controlled by the eiectric and structurai properties ofthe polypyrrole fim at different oxidation levei. The obtained results shows jthat the light emitting properties ofppy/oxa films are not intrinsic to the conjugated polymer, unlike Iworks published so far. The laser dye embedded polypyrrole films were electrochemically synthesized. The electrical, optical, and structural properties of the films were characterized by cyciic voltammetry, UV-Vis and Raman spectroscopies, fluorescence and excited state lifetime measurements. Ali the spectroscopic measurements were performed with in situ electrochemistry aiming the study of optical and structural changes at different oxidation leveis. Durmg the structurai characterization it was observed that the ppy present characteristic vibration modes for oxidized and reduced states. However, at intermediary oxidation leveis, the vibration modes of both benzoid (reduced state) and quinoid (oxidized state) forms are observed m the Raman spectrum. This mtermediary state was assigned to the polaron state. By the Raman spectrum of pure ppy it was possible to determine the potential range where the polaron and the bipolaron states are present. This was the first time that the polaron and bipolaron forms were observed by structural measurements.
Data da defesa: 08/07/2009
Cdigo: vtls000182212
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2009
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Emerson Marcelo Girotto
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Qumica
Nvel: Tese (doutorado)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Qumica

Responsavel: inez
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Marcos Jose Leite Santos - Tese.pdf
Tamanho: 3178 Kb (3254608 bytes)
Criado: 05-04-2011 09:02
Atualizado: 05-04-2011 09:13
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