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Type: Tese de Doutorado
Title: Propriedades ópticas de blendas e bicamadas de polímeros semicondutores e aplicações em dispositivos emissores de luz
Authors: Marcelo Valadares de Magalhaes Pereira
First Advisor: Luiz Alberto Cury
First Co-advisor: Paulo Sérgio Soares Guimarães
First Referee: Jose Francisco de Sampaio
Second Referee: Paulo Barbeitas Miranda
Third Referee: Sukarno Olavo Ferreira
metadata.dc.contributor.referee4: Ariete Righi
Abstract: Neste trabalho estudamos propriedades ópticas e morfológicas de um conjunto de blendas binárias de poli[2-(2',5-bis(2'-etil-hexiloxi)fenil)-1, 4-fenileno-vinileno] (BEHP-PPV) e poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), com diferentes concentrações de P3HT. A caracterização óptica das blendas foi feita através das técnicas de fotoluminescência e absorção, ambas em temperatura ambiente e em baixa temperatura (~50K). A partir dos resultados obtidos, estudamos a possível presença de efeitos de transferência de energia entre as moléculas do BEHP-PPV (doador) e do P3HT (aceitador). Foram também realizados estudos sobre a morfologia das amostras, utilizando Microscopia de Força Atômica (AFM - Atomic Force Microscopy) e Microscopia de Força Elétrica (EFM - Electrical Force Microscopy), que confirmaram a imiscibilidade entre esses dois polímeros. Efeitos de auto-absorção e sua influência sobre as formas de linha finais dos espectros das blendas foram também considerados. Como aplicação tecnológica, foram fabricados diodos orgânicos emissores de luz (OLEDS) utilizando as blendas com 50% e 25% de P3HT como camada ativa. Uma comparação entre os espectros de fotoluminescência (PL) e eletroluminescência (EL), para ambos os dispositivos, mostrou um deslocamento para o vermelho da EL, que aumenta em função da tensão elétrica aplicada, indo para uma região de vermelho mais puro. Tal fenômeno foi explicado como sendo devido a acumulação de portadores de carga nos domínios de P3HT. Essa explicação foi confirmada após a fabricação de dois OLEDs com bicamadas desses dois polímeros atuando como camadas ativas, simulando as duas possíveis configurações de injeção de portadores de carga nas blendas. Foi também observado um deslocamento para menores comprimentos de onda, causado por uma barreira de potencial introduzida entre as camadas poliméricas, cuja origem é uma camada de fluoreto de lítio utilizada para separar os filmes de BEHP-PPV e P3HT.
Abstract: In this work, we studied optical and morphological properties for binary blends of poly[2-(2,5-bis(2ethyl-hexyloxy)phenyl)-1,4-phenylenevinylene] (BEHP-PPV) and poly[3-hexylthiophene](P3HT) semiconducting polymers, with different P3HT relative concentrations. The optical characterization of the blends was made using photoluminescence andabsorption techniques, at room temperature and at low temperature (~ 60 K). From the obtained results, we investigated the possible presence of energy transfer effects from the BEHP-PPV molecules (donor) to P3HT molecules (acceptor). Morphological studies were also made usingAtomic Force Microscopy (AFM) and Electrical Force Microscopy (EFM), which confirmed the immiscibility character of this polymer system. We also studied self-absorption effects for both polymers and their influence on the final shape of emission spectra for blended films. As a technological application, we fabricated organic light emitting diodes (OLEDs) using the blends with 25% and 50% relative P3HT concentrations as active layers. A comparison between the photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL) spectra at room temperaure, for both devices, shows a red shift for the EL curves. The spectra shift toward the more pure red region as the applied bias is increased. This phenomenon was interpreted as being caused byaccumulation of charge carriers into P3HT domains and the interfaces. We confirmed this explanation by making two OLEDs using bilayers of these polymers as active layers, simulating the two possible carriers injection configuration into the blends. We also observed an EL blueshift, caused by one barrier of potential, introduced between the polymer layers. This barrier consists of a lithium fluoride layer, wich is used to keep the polymer films separated.
Subject: Microscopia de força elétrica
Propriedades morfológicas
Polímeros semicondutores
Diodos orgânicos emissores de luz OLED
Propriedades ópticas
Física
Microscopia de força atômica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7N3GZN
Issue Date: 4-Dec-2008
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