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Estudo de interfaces em dispositivos optoeletrônicos poliméricos por espectroscopia SFG

Processo: 14/01595-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de junho de 2014 - 30 de novembro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Roberto Mendonça Faria
Beneficiário:Roberto Mendonça Faria
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Óptica eletrônica  Óptica não linear  Emissão da luz  Semicondutores  Diodos  Transistores  Espectroscopia 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Diodos Emissores De Luz | Espectroscopia Vibracional | ótica não-linear | polímeros semicondutores | superfícies e interfaces | transistores por efeito de campo | superfícies e interfaces

Resumo

Este projeto aborda o estudo de interfaces em dispositivos optoeletrônicos a base de polímeros conjugados (PC), mais especificamente em diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs) e transistores por efeito de campo (FETs). Serão investigadas as diversas interfaces relevantes para os dispositivos, como PC-metal, PC-dielétrico e PC-óxido condutor, por meio da espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências, ou simplesmente espectroscopia SFG (do inglês, Sum-Frequency Generation). Este problema é de grande importância porque nas interfaces acontecem fenômenos essenciais para o funcionamento de dispositivos, como por exemplo a injeção e coleta de portadores de carga, ou o acúmulo de portadores no canal condutor do transistor. Vários trabalhos na literatura investigam a interface PC-metal ou PC-dielétrico. Alguns são estudos teóricos, com necessidade de comprovação experimental, e vários outros sondam interfaces preparadas de maneira muito diferente daquelas de dispositivos reais (por exemplo, camadas metálicas ultrafinas), ou ainda usam ferramentas sem especificidade a interfaces. Portanto, o diferencial desse estudo está no uso da espectroscopia SFG para investigar interfaces encontradas em PLEDs e FETs funcionais e fabricadas de forma usual. A espectroscopia SFG permite obter o espectro vibracional de moléculas na interface sem contribuição do volume do material, e a partir dele é possível determinar o ordenamento molecular nas interfaces através da análise quantitativa das vibrações C-C dos PCs, que é a região molecular ativa durante o funcionamento dos dispositivos optoeletrônicos. Além disso, a simples análise qualitativa dos espectros SFG indica a ocorrência de dopagem (acúmulo de carga espacial) nas interfaces com os eletrodos. Pretende-se também comparar os espectros SFG das interfaces dos dispositivos logo após o preparo e depois de submetidos a diferentes protocolos de degradação (por corrente elétrica e/ou exposição à atmosfera ambiente), com o objetivo de determinar se há correlação entre degradação de desempenho do dispositivo e mudanças na estrutura molecular da interface, e potencialmente até elucidando o mecanismo molecular dessa degradação. Com isso esperamos compreender melhor os processos interfaciais que levam à degradação do dispositivo, e talvez até sugerir meios de contorná-la, por exemplo, através da arquitetura de construção do dispositivo e/ou da engenharia molecular da camada ativa. Este estudo pode ter implicações importantes para a melhoria do desempenho e durabilidade de dispositivos optoeletrônicos orgânicos. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SANTOS, JACIARA C. C.; NEGREIROS, FABIO R.; PEDROZA, LUANA S.; DALPIAN, GUSTAVO M.; MIRANDA, PAULO B.. Interaction of Water with the Gypsum (010) Surface: Structure and Dynamics from Nonlinear Vibrational Spectroscopy and Ab Initio Molecular Dynamics. Journal of the American Chemical Society, v. 140, n. 49, p. 17141-17152, . (11/19924-2, 14/01595-0, 18/13753-0, 14/14271-9)
VOLPATI, DIOGO; CHACHAJ-BREKIESZ, ANNA; SOUZA, ADRIANO L.; RIMOLI, CAIO VAZ; MIRANDA, PAULO B.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; DYNAROWICZ-LATKA, PATRYCJA. Semifluorinated thiols in Langmuir monolayers - A study by nonlinear and linear vibrational spectroscopies. Journal of Colloid and Interface Science, v. 460, p. 290-302, . (12/09905-3, 14/01595-0, 13/08864-4, 13/06595-6)
MOTTI, SILVIA G.; CARDOSO, LILIAN S.; GOMES, DOUGLAS J. C.; FARIA, ROBERTO M.; MIRANDA, PAULO B.. Probing Device Degradation and Electric Fields in Polymeric Field-Effect Transistors by SFG Vibrational Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry C, v. 122, n. 19, p. 10450-10458, . (13/07328-1, 14/50869-6, 15/24908-7, 14/01595-0)

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