Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Alcançando fosforescência em condição ambiente para moléculas puramente orgânicas
Autor(es): BARBOSA, Rita de Cássia
Primeiro Orientador: NOBUYSSU JUNIOR, Roberto Shigueru
Resumo: Neste estudo, foram investigadas as propriedades fotofísicas de duas moléculas orgânicas, denominadas KSH 03-13 e KSH 05-09. Essas moléculas são constituídas por dois anéis aromáticos heterocíclicos fundidos. Um dos anéis é uma piridina (um anel aromático contendo um átomo de nitrogênio), e o outro é um carbazol (um composto aromático bicíclico contendo um átomo de nitrogênio no anel central). As estruturas das moléculas são completamente conjugadas e elas são isômeras entre si. As amostras foram preparadas em soluções de Tetraidrfurano (THF), Diclorometano (DCM), tolueno e clorofórmio e em filmes de Polimetilmetacrilico (PMMA), Poli(ácido acrílico) (PAA), zeonex, Fluoreto de polivinilideno (PVDF) e Poli(ácido metacrílico) (PMAA). A caracterização óptica foi conduzida por meio de técnicas convencionais, como absorção óptica, fotoluminescência e eficiência quântica de emissão. Adicionalmente, utilizamos uma técnica mais avançada com resolução temporal, como fluorescência resolvida no tempo, empregando um sistema baseado no método de contagem de fótons únicos correlacionados temporalmente e uma câmera intensificada de dispositivos acoplados por carga (iCCD) para detecção de emissão fosforescente. As medições ópticas foram realizadas em diferentes temperaturas e com variação das potências do laser de excitação. Com base nos resultados experimentais demonstramos a emissão fosforescente em temperatura ambiente nas duas moléculas orgânicas incorporadas em matrizes de PAA e PMMA. Verificamos que a Fosforescência à Temperatura Ambiente (RTP) está baseada no ambiente rígido formado entre a matriz polimérica e a molécula orgânica. Esse ambiente é construído por meio de ligações de hidrogênio que suprimi a perda de energia não radiativa e também protege parcialmente o oxigênio da extinção do estado tripleto excitado. Além da caracterização fotofísica, apresentamos imagens capturadas a olho nu dos dois materiais demonstrando fosforescência em temperatura ambiente.
Abstract: In this study, the photophysical properties of two organic molecules, named KSH 03- 13 and KSH 05-09, were investigated. These molecules consist of two fused heterocyclic aromatic rings. One of the rings is pyridine (an aromatic ring containing a nitrogen atom), and the other is carbazole (a bicyclic aromatic compound containing a nitrogen atom in the central ring). The structures of the molecules are fully conjugated, and they are isomers of each other. The samples were prepared in solutions of Tetrahydrofuran (THF), Dichloromethane (DCM), toluene, and chloroform, and in films of Polymethylmethacrylate (PMMA), Poly(acrylic acid) (PAA), zeonex, Polyvinylidene Fluoride (PVDF), and Poly(methacrylic acid) (PMAA). Optical characterization was conducted using conventional techniques such as optical absorption, photoluminescence, and quantum emission efficiency. Additionally, we employed a more advanced time-resolved technique, such as time-resolved fluorescence, using a system based on time-correlated single-photon counting and an intensified charge-coupled device (iCCD) camera to detect phosphorescent emission. Optical measurements were carried out at different temperatures and with varying excitation laser powers. Based on the experimental results, we demonstrated room-temperature phosphorescence in both organic molecules incorporated into PAA and PMMA matrices. We found that room-temperature phosphorescence (RTP) is based on the rigid environment formed between the polymer matrix and the organic molecule. This environment is constructed through hydrogen bonds that suppress non-radiative energy loss and also partially protect against oxygen quenching of the excited triplet state. In addition to the photophysical characterization, we present naked-eye images of both materials showing room-temperature phosphorescence.
Palavras-chave: Fotofísica
Emissão fosforescente
Optoeletrônicos
CNPq: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4139
Data do documento: 28-Ago-2024
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