Estudo teórico das propriedades eletrônicas, ópticas e de transporte de cargas em moléculas de Triindol e derivados
Autor(a)
Camilo, Ana Cláudia dos Santos
Orientador(a) Coorientador(a)
Silva Filho, Demétrio Antônio da
Data de aceite
2019-05-20
Data de disponibilizacao
2019-05-20
Data de publicacao
2019-05-20
Data de defesa submissao
2018-10-24
Citacao
CAMILO, Ana Cláudia dos Santos. Estudo teórico das propriedades eletrônicas, ópticas e de transporte de cargas em moléculas de Triindol e derivados. 2018. x, 83 f., il. Tese (Doutorado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.
Resumo Portugues
A mobilidade de cargas é um dos parâmetros por trás da eficiência dos dispositivos baseados em semicondutores orgânicos. Recentemente, uma mobilidade de carga tão alta quanto 1,4 cm-1 V-1 s-1 foi observada para o cristal líquido discótico Triindol. Desde então, muitas estratégias foram tentadas para melhorar a mobilidade de carga desses sistemas. Uma das abordagens exploradas tem sido o aumento da ordem intermolecular dentro das pilhas, distanciando os núcleos aromáticos centrais e as cadeias periféricas flexíveis por ligantes como alcino ou fenil. Nosso objetivo é entender ambas a estrutura eletrônica e os fatores microscópicos que afetam as propriedades de transporte de cargas em Triidoles em função de grupos espaçadores (fenil ou alcino) conectando o núcleo central com as cadeias alquílicas externas. Para alcançar este objetivo, nós combinamos cálculos de Mecânica Quântica e métodos de Dinâmica Molecular. Em conclusão, o estudo revela que a inserção do espaçador alcino e cadeias alquílicas flexíveis externas em Triindol é uma estratégia promissora para obter alta mobilidade em fases colunares. Outra estratégia usada em nosso estudo foi a fusão entre a plataforma Triindol e o Truxeno, que combina o caráter doador do Triindol e aceitador do Truxeno, para explorar também as propriedades eletrônicas, de transporte de cargas e fotofísicas do Diazatruxeno, uma vez que já conhecemos o grande potencial do Triindol no que se re refere ao transporte de buracos e a estabilidade química e térmica presente no Truxeno. Os resultados preliminares mostraram valor de gap menor para o Diazatruxeno em comparação com o Triindol e Truxeno, energia de reorganização igual ao Triindol, entretanto demonstrou valor de integral de transferência maior. As propriedades fotofísicas concordam com os resultados experimentais encontrados para o Triindol, Truxeno e Diazatruxeno.
Resumo Ingles
The charges mobility is one of the parameter behind the efficiency of the devices based on organic semiconductors. Recently, a charge mobility as high as 1,4 cm-1 V-1 s-1 were observed for discotic liquid-crystalline Triindole. Since then many strategy have been tried to enhance the charge mobility of these systems. One of the approaches explored has been the enhancement of the intermolecular order within the stacks by distancing the central aromatic cores and the flexible peripherical chains with linkers such as alkyne or phenyl. Our goal is to get a deeper understanding of both the molecular electronic structure and microscopic factors affecting the charge transport properties in Triindoles as a function of the spacer group connecting the central cores with the external alkyl chains (i.e., alkyne or phenyl spacers groups). To achieve this goal, we combine Quantum Mechanical calculations and atomistic Molecular Dynamics methods. In conclusion, the study reveals that the insertion of alkynyl spacer and external flexible alkyl chains in Triindol would be a promising strategy to obtain high mobility in columnar phases. Another strategy used in our study was the fusion between the Triindol and Truxeno platform, that combines feature of the electron donor Triindol and electron acceptor Truxeno, to also explore the electronic, charge transport and photophysical properties of Diazatruxene, since we already know the great potential of Triindol in what refers to the transport of holes and the chemical and thermal stability present in the Truxeno. Preliminary results shows a smaller gap value for Diazatruxene compared to Triindol and Truxene, a reorganization energy equal to Triindol, but also indicated a larger transfer integral value. The Photophysical properties agree with the experimental results found for Triindol, Truxene and Diazatruxene.
Unidade academica
Instituto de Física (IF)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Física
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Idioma
Português
Tipo de documento
Tese
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
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Palavras-chave
Transporte de carga||Triindol||Truxeno||Diazatruxeno||Semicondutores orgânicos
