Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Terézio, Eralci Moreira
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15608
https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27
Resumo: In present work we correlated the energy transfer and the light polarization of emission or absorption of luminescent polymers. The correlation between the analyzed light polarization and energy transfer effects were supported by emission ellipsometry technique and Stokes´ theory to electromagnetic waves. Studying the emission of Layer-by-Layer Poly(p-phenylene vinylene)- dodecylbenzene sulfonic (PPV/DBS) films, we observed that thinner films have higher emission polarization degree with higher order. The Atomic Force Microscopy (AFM) analysis corroborate the behavior data showing the surface nanostructure. Controlling the film thickness and the results of Photoluminescence Excitation (PLE) and AFM experiments, it was possible to determine the thickness of interface polymer/substrate. Moreover, comparing the absorbance and PLE spectra we founded that the thinner films presented vertical Frank-Condon transitions. In the last case, the energy transfer probability via Förster processes decrease substatially due to the reduction of the active electronic-vibrational states. Thus, it was observed, first time, that the substrate/polymer interface region is ~40-50nm thick. Another system studied were the polymer poly(3-octhylthiophene) (P3OT). P3OT films were grown by chronocoulometry technique varying the dopant. The doping ion in a polymeric film favors polarized emission, when it was excited with linearly polarized light. In principle, films grown by electrochemistry are isotropic, however, due to the doping molecules the P3OT films provide up to ~30% of emission polarization. This fact apparently dubious is explained in terms of energy transfer, where the dopant acts as a barrier for excited carriers migration. As a result, we found that the best synthesis condition occurs at 0.1 M of supporting electrolyte concentration in the electrolytic solution; which it is in concordance of the literature. Finally, we studied the structure Acceptor-Donor (AD), poly[9,9 - octyl - 2,7 fluoreneylenevinylene - alt - 4 ,7 - (di - 2,5 - thienyl) - 2 ,1 ,3 benzothiadiazole] (LaPPS37), where energy transfer processes are fundamental important to understand the inter-and intramolecular mechanisms. It was observed that the photo-excited carriers form excitons in donor species and transfer energy to the acceptors in random directions. The percentage was evaluated the minimal of 81%. For the first time, we propose a quantify photophysical model to explain the energy transfer processes for AD structures. The information discussed in present work should be considered to develop new devices mainly due to energy transfer studies and their correlation with the polarization of the emitted light, determined by a single experiment, ellipsometry emission and the Stokes observable (or parameters).
id UFU_179003b602df79803d83eb4345cc7ab6
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/15608
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentesCorrelation between energy transfer and absorbed or emitted light polarization in luminescent polymersTransferência de energiaPolarização da luzPolímeros conjugadosSemicondutores orgânicosInterfaceEstruturas DAEnergia - TransferênciaPolarização (Luz)Energy transferLight polarizationConjugated polymersOrganic semiconductorsInterfaceDA structuresCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn present work we correlated the energy transfer and the light polarization of emission or absorption of luminescent polymers. The correlation between the analyzed light polarization and energy transfer effects were supported by emission ellipsometry technique and Stokes´ theory to electromagnetic waves. Studying the emission of Layer-by-Layer Poly(p-phenylene vinylene)- dodecylbenzene sulfonic (PPV/DBS) films, we observed that thinner films have higher emission polarization degree with higher order. The Atomic Force Microscopy (AFM) analysis corroborate the behavior data showing the surface nanostructure. Controlling the film thickness and the results of Photoluminescence Excitation (PLE) and AFM experiments, it was possible to determine the thickness of interface polymer/substrate. Moreover, comparing the absorbance and PLE spectra we founded that the thinner films presented vertical Frank-Condon transitions. In the last case, the energy transfer probability via Förster processes decrease substatially due to the reduction of the active electronic-vibrational states. Thus, it was observed, first time, that the substrate/polymer interface region is ~40-50nm thick. Another system studied were the polymer poly(3-octhylthiophene) (P3OT). P3OT films were grown by chronocoulometry technique varying the dopant. The doping ion in a polymeric film favors polarized emission, when it was excited with linearly polarized light. In principle, films grown by electrochemistry are isotropic, however, due to the doping molecules the P3OT films provide up to ~30% of emission polarization. This fact apparently dubious is explained in terms of energy transfer, where the dopant acts as a barrier for excited carriers migration. As a result, we found that the best synthesis condition occurs at 0.1 M of supporting electrolyte concentration in the electrolytic solution; which it is in concordance of the literature. Finally, we studied the structure Acceptor-Donor (AD), poly[9,9 - octyl - 2,7 fluoreneylenevinylene - alt - 4 ,7 - (di - 2,5 - thienyl) - 2 ,1 ,3 benzothiadiazole] (LaPPS37), where energy transfer processes are fundamental important to understand the inter-and intramolecular mechanisms. It was observed that the photo-excited carriers form excitons in donor species and transfer energy to the acceptors in random directions. The percentage was evaluated the minimal of 81%. For the first time, we propose a quantify photophysical model to explain the energy transfer processes for AD structures. The information discussed in present work should be considered to develop new devices mainly due to energy transfer studies and their correlation with the polarization of the emitted light, determined by a single experiment, ellipsometry emission and the Stokes observable (or parameters).Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDoutor em FísicaNeste trabalho foi investigado a transferência de energia em diferentes sistemas poliméricos luminescentes correlacionando-os com a polarização da luz emitida ou absorvida. A correlação entre a polarização da luz analisada e os efeitos da transferência de energia foram investigadas com o auxílio da técnica de Elipsometria de Emissão, que é baseada na determinação dos parâmetros de Stokes. Analisando a polarização da luz emitida por um filme camada por camada de poli(p-fenilenovinileno)-dodecilbenzenosulfonico (PPV/DBS), observou-se que os filmes menos espessos apresentam maior polarização na emissão, apresentando maior ordenamento molecular. E, com o auxílio de dados de microscopia de força atômica (AFM) foi observado um crescimento nanoestruturado da superfície do filme polimérico. Variando controladamente a espessura dos filmes de PPV/DBS, com o auxílio das técnicas de AFM e fotoluminescência de excitação (PLE), foi possível determinar uma região de interface, denominada polímero/substrato, onde há forte influência do substrato sobre o polímero. Através dos espectros de PLE para os filmes de menor espessura foi possível observar que as transições são do tipo Frank-Condon, isto é, para esses filmes a transferência de energia via mecanismo Förster entre os segmentos conjugados deve ser menor como consequência da menor ativação térmica dos estados eletrônicos vibracionais. Dessa forma, foi possível determinar pela primeira vez a espessura da região de interface substrato/polímero (~40-50nm). Outro sistema estudado foi o polímero Poli(3-octiltiofeno) (P3OT). Os filmes de P3OT foram crescido pela técnica eletroquímica de cronocoulometria variando o dopante. A dopagem de um íon no filme polimérico favorece a emissão polarizada quando excitado com uma luz linearmente polarizada. Em princípio, filmes crescidos por eletroquímica são isotrópicos; no entanto, devido a dopagem esses filmes podem apresentar até ~30% de polarização na emissão. Este fato, que aparentemente é dúbio, é explicado em termos da transferência de energia, onde o dopante funciona como uma barreira para os portadores excitados. Além disso, comprovamos que a melhor condição de síntese ocorre para concentração de 0,1 M do eletrólito de suporte na solução eletrolítica. Finalmente, foi estudado uma estrutura do tipo doador-aceitador (DA), o poli [9,9 octil - 2,7 fluorenoilenovinileno alt - 4 ,7 - (di - 2,5 - tienil) -2 ,1 ,3 benzotiadiazol] (LaPPS37) onde os processos de transferência de energia são de fundamental importância para entender os mecanismos inter- e intramolecular dessas novas estruturas. Foi observado que os portadores fotoexcitados formam éxcitons nas espécies doadoras e transferem sua energia para os aceitadores em direções aleatórias, onde, a transferência do doador pode chegar à 81% do total de emissão. Assim, pela primeira vez, foi proposto um modelo fotofísico quantitativo dos processos de transferência de energia para estruturas DA. As informações discutidas neste trabalho devem ser consideradas no desenvolvimento de novos dispositivos, principalmente devido aos estudos da transferência de energia e sua correlação com a polarização da luz emitida, determinado por um único experimento, elipsometria de emissão, na determinação dos observáveis (ou parâmetros) de Stokes.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em FísicaCiências Exatas e da TerraUFUMarletta, Alexandrehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798987U6Barbosa Neto, Newton Martinshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794204Y8Duarte, José LeonilPatrocínio, Antonio Otavio de Toledohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4744625U2Serrano, Raimundo Lorahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4771376P9Terézio, Eralci Moreira2016-06-22T18:42:56Z2013-04-302016-06-22T18:42:56Z2013-03-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfTERÉZIO, Eralci Moreira. Correlation between energy transfer and absorbed or emitted light polarization in luminescent polymers. 2013. 129 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15608https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2022-08-06T18:35:37Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/15608Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-08-06T18:35:37Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
Correlation between energy transfer and absorbed or emitted light polarization in luminescent polymers
title Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
spellingShingle Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
Terézio, Eralci Moreira
Transferência de energia
Polarização da luz
Polímeros conjugados
Semicondutores orgânicos
Interface
Estruturas DA
Energia - Transferência
Polarização (Luz)
Energy transfer
Light polarization
Conjugated polymers
Organic semiconductors
Interface
DA structures
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
title_full Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
title_fullStr Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
title_full_unstemmed Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
title_sort Correlação entre transferência de energia e a polarização da luz absorvida ou emitida em polímeros luminescentes
author Terézio, Eralci Moreira
author_facet Terézio, Eralci Moreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Marletta, Alexandre
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798987U6
Barbosa Neto, Newton Martins
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794204Y8
Duarte, José Leonil
Patrocínio, Antonio Otavio de Toledo
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4744625U2
Serrano, Raimundo Lora
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4771376P9
dc.contributor.author.fl_str_mv Terézio, Eralci Moreira
dc.subject.por.fl_str_mv Transferência de energia
Polarização da luz
Polímeros conjugados
Semicondutores orgânicos
Interface
Estruturas DA
Energia - Transferência
Polarização (Luz)
Energy transfer
Light polarization
Conjugated polymers
Organic semiconductors
Interface
DA structures
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
topic Transferência de energia
Polarização da luz
Polímeros conjugados
Semicondutores orgânicos
Interface
Estruturas DA
Energia - Transferência
Polarização (Luz)
Energy transfer
Light polarization
Conjugated polymers
Organic semiconductors
Interface
DA structures
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In present work we correlated the energy transfer and the light polarization of emission or absorption of luminescent polymers. The correlation between the analyzed light polarization and energy transfer effects were supported by emission ellipsometry technique and Stokes´ theory to electromagnetic waves. Studying the emission of Layer-by-Layer Poly(p-phenylene vinylene)- dodecylbenzene sulfonic (PPV/DBS) films, we observed that thinner films have higher emission polarization degree with higher order. The Atomic Force Microscopy (AFM) analysis corroborate the behavior data showing the surface nanostructure. Controlling the film thickness and the results of Photoluminescence Excitation (PLE) and AFM experiments, it was possible to determine the thickness of interface polymer/substrate. Moreover, comparing the absorbance and PLE spectra we founded that the thinner films presented vertical Frank-Condon transitions. In the last case, the energy transfer probability via Förster processes decrease substatially due to the reduction of the active electronic-vibrational states. Thus, it was observed, first time, that the substrate/polymer interface region is ~40-50nm thick. Another system studied were the polymer poly(3-octhylthiophene) (P3OT). P3OT films were grown by chronocoulometry technique varying the dopant. The doping ion in a polymeric film favors polarized emission, when it was excited with linearly polarized light. In principle, films grown by electrochemistry are isotropic, however, due to the doping molecules the P3OT films provide up to ~30% of emission polarization. This fact apparently dubious is explained in terms of energy transfer, where the dopant acts as a barrier for excited carriers migration. As a result, we found that the best synthesis condition occurs at 0.1 M of supporting electrolyte concentration in the electrolytic solution; which it is in concordance of the literature. Finally, we studied the structure Acceptor-Donor (AD), poly[9,9 - octyl - 2,7 fluoreneylenevinylene - alt - 4 ,7 - (di - 2,5 - thienyl) - 2 ,1 ,3 benzothiadiazole] (LaPPS37), where energy transfer processes are fundamental important to understand the inter-and intramolecular mechanisms. It was observed that the photo-excited carriers form excitons in donor species and transfer energy to the acceptors in random directions. The percentage was evaluated the minimal of 81%. For the first time, we propose a quantify photophysical model to explain the energy transfer processes for AD structures. The information discussed in present work should be considered to develop new devices mainly due to energy transfer studies and their correlation with the polarization of the emitted light, determined by a single experiment, ellipsometry emission and the Stokes observable (or parameters).
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013-04-30
2013-03-08
2016-06-22T18:42:56Z
2016-06-22T18:42:56Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv TERÉZIO, Eralci Moreira. Correlation between energy transfer and absorbed or emitted light polarization in luminescent polymers. 2013. 129 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15608
https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27
identifier_str_mv TERÉZIO, Eralci Moreira. Correlation between energy transfer and absorbed or emitted light polarization in luminescent polymers. 2013. 129 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15608
https://doi.org/10.14393/ufu.te.2013.27
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Física
Ciências Exatas e da Terra
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Física
Ciências Exatas e da Terra
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711525889703936