Síntese eletroquímica, caracterização vibracional e análise óptica de copolímeros semicondutores
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Maia, Elaine Cristina Rodrigues
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Resumo
Resumo: O poli(3-octiltiofeno) (P3OT) é um importante polímero semicondutor da família dos poli(3-alquitiofenos) (P3ATs), que são potencialmente aplicáveis no campo da optoeletrônica orgânica, nos dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e nas células solares poliméricas (CSPs) Neste trabalho foram estudados, o P3OT e o seu copolímero com a polidifenilamina (PDFA), com o objetivo de definir as melhores condições de síntese eletroquímica para formação de filmes sobre o eletrodo de platina e com as propriedades ópticas e elétricas melhoradas Os filmes foram preparados a 5 e 18 °C em solução de ,1 mol L-1 LiClO4 ou Et4NBF4 em acetonitrila Os copolímeros obtidos foram, um sintetizado em camada sobre o substrato, denominado poli(difenilamina-co-3-octiltiofeno) (P(DFA-co-3OT)) e o outro a partir da solução com a mistura dos monômeros chamado de mistura PDFA/P3OT Os comportamentos eletroquímicos dos filmes gerados foram verificados por Voltametria Cíclica (VC) e caracterizados por espectroscopia de refletância (UV-Vis), Raman, Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Fotoluminescência (PL) Com o auxílio das técnicas eletroquímicas foram definidas as condições de síntese (concentração do monômero e eletrólito, potencial aplicado e tempo de síntese) Por meio dos dados obtidos pelas técnicas espectroscópicas foram caracterizados os segmentos das espécies químicas presentes na matriz do polímero, sendo que os resultados dos espectros Raman conduziram à caracterização de três estruturas (formas aromática, cátion radical e dicátion) que compunham as cadeias dos homo e copolímeros Os dados de PL, RPE e Raman indicaram que a 77K ocorreu a maior estabilização do cátion radical nos copolímeros Foram determinados os parâmetros de potencial de ionização (I), afinidade eletrônica (A) e energia de gap (Eg) Os valores de I e A demonstraram a possibilidade da aplicação do material preparado com diferentes interfaces, e para os copolímeros a 5°C os valores de Eg demonstraram a maior estabilidade dos segmentos cátion radical Os dados de VC foram utilizados na Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), em que foram comparadas as propriedades resistivas e capacitivas entre os filmes no potencial de circuito aberto (PCA) e potencial de sobretensão (?) Os resultados obtidos pelo diagrama de Bode da EIE foram confirmados com a caracterização por espectroscopia Raman e por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível visualizar a mudança na morfologia e espessura dos filmes com as variações de temperatura e eletrólito na síntese
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Palavras-chave
Físico-química, Copolímeros, Polímeros conjugados, Eletroquímica, Semicondutores orgânicos, Physical chemistry, Copolymers, Conjugated polymers, Electrochemistry, Organic semiconductors, Raman spectroscopy