Estudo das Propriedades Ópticas Não Lineares e de Transporte de Carga de Moléculas Multiramificadas via Métodos de Química Quântica.

Resumo

Este projeto tem por objetivo encontrar moléculas orgânicas multiramificadas com propriedades ópticas não lineares (ONL) e de transporte de carga promissoras para aplicações tecnológicas, buscando em particular entender e explorar o efeito do acoplamento eletrônico inter-ramos sobre estas propriedades. A literatura recente relata que moléculas orgânicas multiramificadas representam uma classe de moléculas com elevado potencial de aplicação nas áreas de fotônica e eletrônica orgânica, o que evidência a importância de se investigar esta classe de moléculas. As moléculas multiramificadas a serem investigadas são constituídas por um núcleo doador de carga ao qual estão ligados de forma covalente dois (estrutura quadrupolar) ou três (estrutura octupolar) ramos moleculares com caráter dipolar. Apesar de ainda pouco estudado de forma sistemática, entende-se que em tais moléculas o acoplamento eletrônico entre seus ramos moleculares promove um efeito aditivo, ou mesmo cooperativo, que explica suas propriedades ONL e de transporte de carga (transferência intramolecular) interessantes. Neste projeto, métodos de Química Quântica baseados na teoria do funcional da densidade serão empregados para se avaliar e predizer a qualidade das moléculas multiramificadas projetadas para aplicações em fotônica que envolvam a absorção de dois fótons (A2F) e a geração de segundo harmônico (GSH). Esses métodos também serão empregados na determinação de parâmetros que caracterizam as propriedades de transporte de carga dessas moléculas, tais como a afinidade eletrônica, o potencial de ionização e energias de reorganização, os quais são cruciais para se predizer a qualidade das moléculas para aplicações em eletrônica orgânica. A fim de obter um entendimento mais profundo quanto as propriedades ONL e de transporte de carga dessas moléculas, essas propriedades serão ainda modeladas utilizando modelos de estados essenciais e o modelo de éxciton de Frenkel. O uso desses modelos físicos permitirá se avaliar a importância do acoplamento eletrônico para as propriedades ONL e de transporte de carga dessas moléculas e, a partir das informações obtidas, moléculas multiramificadas em que o acoplamento eletrônico realça as propriedades ONL e de transporte de carga serão projetadas e também avaliadas. (AU)