Dinâmica de pélarons em cristais moleculares orgânicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira Júnior, Marcelo Lopes
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45994
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2018.
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spelling Dinâmica de pélarons em cristais moleculares orgânicosSemicondutores orgânicosEstabilidadePélaronsDispositivos optoeletrônicosDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2018.O grande potencial dos semicondutores orgânicos para o desenvolvimento de novos dispositivos optoeletrônicos com bom compromisso entre custo/desempenho vem atraindo de forma crescente o interesse da comunidade científica. Aplicações, tais como diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs, do inglês Organic Light-Emitting Diodes) e células fotovoltaicas orgânicas (OPVs, do inglês Organic Photovoltaic), representam uma evolução tecnológica dispondo de baixo impacto ambiental, baixo custo de produção e propriedade mecânicas de grande relevância (como flexibilidade e espessura fina). O transporte de carga em semicondutores orgânicos é um importante processo na funcional idade destes dispositivos, de forma que a estabilidade e as propriedades dinâmicas de portadores de carga nos materiais esto diretamente ligadas a performance das aplicações optoeletrônicas. Entender como ocorre e quais fatores influenciam na estabilidade e, consequentemente, na dinâmica dos portadores de carga é um desafio significativo na ciência destes materiais. Nesse sentido, cristais moleculares orgânicos, em especial oligoacenos, têm se mostrado materiais promissores no avango da eletrônica orgânica. Semicondutores orgânicos, em seu estado puro, s@o isolantes e dependem de processos de dopagem para se tornarem semicondutores. A partir destes processos de dopagem, a formação de portadores de carga é induzida, sendo um dos mais comuns: o pólaron, onde a adição ou subtraído de um elétron polariza localmente o cristal, deformando a rede onde ele se encontra, de modo que a carga adicional e as deformações da rede ficam acopladas. Neste trabalho, a estabilidade e dinâmica de pólaron em oligoacenos so investigadas numericamente sob influência de campo elétrico externo, anisotropia, desordem e temperatura. Sendo o objetivo principal do trabalho estudar a estabilidade e dinâmica de polarons em cristais uni e bidimensionais de naftaleno, antraceno, pentaceno, tetraceno e rubreno. Para realização desse estudo foi utilizado um modelo semi-empirico que leva em consideração as interações intra e intermoleculares, chamado Holstein-Peierls. Os resultados obtidos sugerem, dentre outras conclusões, que o pólaron tem sua localização afetada com o aumento dos graus de anisotropia, porém não deixa de ser estável e inclusive a dinâmica ocorre, de acordo com este modelo, apenas em sistemas anisotrópicos, sob a influência de campo elétrico externo. A estabilidade também diminui com o aumento da desordem no sistema, que simula efeitos de impurezas e defeitos nos materiais. A estabilidade do portador durante a dinâmica também é substancialmente afetada com o aumento da temperatura.The great potential of organic semiconductors for the development of new optoelectronic devices with good compromise between cost /performance has increasingly attracted the interest of the scientific community. Applications such as organic light- emitting diodes (OLEDs) and organic photovoltaic cells (OPVs) represent a technological evolution with low environmental impact, low cost of production and mechanical proper- ties of great relevance (like flexibility and thin thickness). The charge transport in organic semiconductors is an important process in the functionality of these devices, so that the stability and the dynamic properties of charge carriers in this materials are directly linked to the devices performance. The understanding about how it occurs and what are the factors that influence the stability and consequently the dynamics of the charge carriers is a significant challenge in the study of these materials. In this sense, organic molecular crystals, especially oligoacenes, have shown to be promising materials in the advance of organic electronics. Organic semiconductors, in their pure state, are insulators and rely on doping processes to become semiconductors. From these doping processes, the forma- tion of charge carriers is induced, being one of the most common: the polaron, where the addition or subtraction of an electron locally polarises the crystal, deforming the lattice where it is, so that the charge and the deformations of the lattice are coupled. In this work, the stability and dynamics of polarons in oligoacenes are numerically investigated under influence of external electric field, anisotropy, disorder and temperature. The main objective of this work is to study the stability and dynamics of polarons in one- and two-dimensional crystals of naphthalene, anthracene, pentacene, tetracene, and rubrene. For this study, a semi-empirical approach was used that take into account the intra and intermolecular interactions, named Holstein-Peierls model. The results obtained suggest, among other conclusions, that the polaron has its localization affected depending on the anisotropy degree, but it is still stable. Moreover, it was obtained that the polaron dy- namics occurs, according to this model, only in anisotropic systems, under the influence of external electric field. The stability also decreases with increasing disorder in the system, which simulates impurities and defects in materials. The stability of the carrier during the dynamics is also substantially affected with increasing temperature.Faculdade UnB Planaltina (FUP)Programa de Pós-Graduação em Ciências de MateriaisRibeiro Júnior, Luiz AntônioPereira Júnior, Marcelo Lopes2023-07-03T18:00:31Z2023-07-03T18:00:31Z2023-07-032018-02-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPEREIRA JÚNIOR, Marcelo Lopes. Dinâmica de pélarons em cristais moleculares orgânicos. 2018. 92 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências de Materiais) — Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45994porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-01T20:20:55Zoai:repositorio.unb.br:10482/45994Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-01T20:20:55Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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