Mecanismos de conversão de éxcitons tripletos em dispositivos hiperfluorescentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Born, Larissa dos Santos
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45748
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.
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spelling Mecanismos de conversão de éxcitons tripletos em dispositivos hiperfluorescentesÉxcitonsHiperfluorescentesDiodos emissores de luz orgânicos (OLEDs)Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.A dinâmica de éxcitons desempenha um papel importante na eficiência de diodos orgânicos emissores de luz (OLED). Nesses dispositivos, a recombinação de elétrons e buracos produz um éxciton singleto a cada trés éxcitons tripletos, conforme a estatistica de spin. Assim, a eficiéncia dos dispositivos OLED se mostra restrita aos 25\% oriundo dos éxcitons singletos emissivos. Buscando alternativas para aumentar a eficiéncia dos OLEDs, os dispositivos hiperfluorescentes combinam fenômenos de conversão de éxcitons tripletos em singletos. Nesses dispositivos são utilizadas moléculas que apresentam fluorescência tardia termoativa (TADF) em que o mecanismo de cruzamento intersistema reverso (rlSC) possibilita a conversão supracitada. Entrentanto, estudos apontam um segundo mecanismo de conversão de éxcitons tripletos em singletos a partir da transferência intermolecular de TADF para TADF. No entanto, tal mecanismo não foi profundamente investigado. Nesse trabalho, investigamos os processos fotofísicos em dispositivos hiperfluorescentes a partir dos diferentes mecanismos de conversão de éxcitons tripletos. A partir da teoria do funcional densidade e da sua extensão dependente do tempo, calculamos a estrutura eletrônica de quatro pares de moléculas TADF e emissoras, seguida da simulação dos espectros de absorção e de emissão, via método dos ensembles nucleares. A taxas dos processos fotofísicos foram estimadas, assim como a transferência de energia entre moléculas e as propriedades de fluorescência. A dinâmica de éxcitons foi simulada a partir de um algoritmo de Monte Carlo Cinético, que possibilitou a avaliação da eficiência dos diferentes processos no sistema. Os nossos resultados apontam que, o segundo mecanismo de conversão de tripletos pode desempenhar um papel relevante nos dispositivos hiperfluorescentes e que negligencid-lo pode levar a superestimacdo das taxas de rISC.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).Exciton dynamics play an important role in the efficiency of organic light- emitting diodes (OLED). In these devices, the recombination of electrons and holes produces a singlet exciton for every three triplet excitons, according to the spin statistic. Thus, the efficiency of OLED devices is restricted to 25\% from the emissive singlet excitons. Seeking alternatives for the low efficiency of OLEDs, hyperfluorescent devices combine exciton triplet to singlet conversion phenomena with high fluorescence efficiency. In these devices, molecules that present thermally activated delayed fluorescence (TADF) are used, in which the reverse intersystem crossing (rISC) mechanism enables the aforementioned conversion. However, studies point to a second mechanism for converting triplet excitons into singlets by an intermolecular transfer of TADF to TADF, in which this mechanism has not been thoroughly investigated. In this work, we investigate the photophysical processes in hyperfluorescent devices by different triplet harvesting mechanisms. Based on the density functional theory and its time-dependent extension, we calculated the electronic structure of four pairs of TADF and emitter molecules, followed by simulation of the absorption and emission spectra, via the nuclear ensemble method. Rates of photophysical processes were estimated, such as energy transfer between molecules and fluorescence properties. The exciton dynamics were simulated using a Monte Carlo Kinetic algorithm that enabled the evaluation of the efficiency of the different processes in the system. Our results indicate that the second triplet conversion mechanism may play a relevant role in hyperfluorescent devices and that neglecting it may lead to an overestimation of rISC rates.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaOliveira Neto, Pedro Henrique deSousa, Leonardo EvaristoBorn, Larissa dos Santos2023-03-31T20:36:09Z2023-03-31T20:36:09Z2023-03-312022-01-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBORN, Larissa dos Santos. Mecanismos de conversão de éxcitons tripletos em dispositivos hiperfluorescentes. 2022. 89 f., il. Dissertação (Mestrado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45748A 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/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:56:57Zoai:repositorio.unb.br:10482/45748Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:56:57Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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