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

• Processo: 15/20032-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Daniel Luiz da Silva
• Beneficiário: Daniel Luiz da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
• Assunto(s): Transporte de carga Absorção de dois fótons Teoria do funcional da densidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: absorção de dois fótons | acoplamento eletrônico | função resposta | Primeira hiperpolarizabilidade | teoria do funcional da densidade | transporte de carga | Óptica Não Linear e Transporte de Carga

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)

Publicações científicas

(21)

(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)

VIVAS, M. G.; MANOEL, D. S.; DIPOLD, J.; MARTINS, R. J.; FONSECA, R. D.; MANGLANO-CLAVERO, I; MARGENFELD, C.; WAAG, A.; VOSS, T.; MENDONCA, C. R.. Femtosecond-laser induced two-photon absorption of GaN and AlxGa1-xN thin films: Tuning the nonlinear optical response by alloying and doping. Journal of Alloys and Compounds, v. 825, JUN 5 2020. (15/20032-0, 18/11283-7)

DIPOLD, J.; BATISTA, R. J. M. B.; FONSECA, R. D.; SILVA, D. L.; MOURA, G. L. C.; DOS ANJOS, J. V.; SIMAS, A. M.; DE BONI, L.; MENDONCA, C. R.. Synthesis and two-photon absorption spectrum of fluorenone-based molecules. Chemical Physics Letters, v. 661, p. 143-150, SEP 16 2016. (15/20032-0, 11/12399-0)

VIVAS, MARCELO GONCALVES; LEANDRO DE SOUSA, JOSE CARLOS; DE BONI, LEONARDO; SCHIAVON, MARCO ANTONIO; MENDONCA, CLEBER RENATO. Observation of Distinct Two-Photon Transition Channels in CdTe Quantum Dots in a Regime of Very Strong Confinement. MATERIALS, v. 10, n. 4, APR 2017. (11/12399-0, 15/20032-0)

ABEGAO, LUIS M. G.; FONSECA, RUBEN D.; RAMOS, TARCIUS N.; MAHUTEAU-BETZER, FLORENCE; PIGUEL, SANDRINE; JOSE JOATAN, JR., R.; MENDONCA, CLEBER R.; CANUTO, SYLVIO; SILVA, DANIEL L.; DE BONI, LEONARDO. Oxazole Dyes with Potential for Photoluminescence Bioprobes: A Two-Photon Absorption Study. Journal of Physical Chemistry C, v. 122, n. 19, p. 10526-10534, MAY 17 2018. (15/20032-0, 16/20886-1, 11/12399-0, 15/14189-3)

DOS REIS, GEORGE B.; RODRIGUEZ, RUBEN D. F.; DOS SANTOS, CALINK I. L.; GONTIJO, LEIRIANA A. P.; SCHIAVON, MARCO A.; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.; VIVAS, MARCELO G.. Femtosecond two-photon absorption spectroscopy of copper indium sulfide quantum dots: A structure-optical properties relationship. Optical Materials, v. 86, p. 455-459, DEC 2018. (15/20032-0, 16/20886-1, 11/12399-0)

FONSECA, RUBEN D.; VIVAS, MARCELO G.; SILVA, DANIEL LUIZ; EUCAT, GWENNAELLE; BRETONNIERE, YANN; ANDRAUD, CHANTAL; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.. First-Order Hyperpolarizability of Triphenylamine Derivatives Containing Cyanopyridine: Molecular Branching Effect. Journal of Physical Chemistry C, v. 122, n. 3, p. 1770-1778, JAN 25 2018. (15/20032-0, 11/12399-0)

DOS SANTOS, CARLOS H. D.; FERREIRA, DIEGO L.; ZUCOLOTTO COCCA, LEANDRO H.; MOURAO, RAFAEL S.; SCHIAVON, MARCO A.; MENDONCA, CLEBER R.; DE BONI, LEONARDO; VIVAS, MARCELO G.. Size-dependent photoinduced transparency in colloidal CdTe quantum dots in the strong confinement regime: an inverse linear relationship. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 25, n. 1, p. 7-pg., 2022-12-01. (18/11283-7, 15/20032-0)

VIVAS, MARCELO G.; BARBOZA, CRISTINA A.; GERMINO, JOSE C.; FONSECA, RUBEN D.; SILVA, DANIEL L.; VAZQUEZ, PEDRO A. M.; ATVARS, TERESA D. Z.; MENDONCA, CLEBER R.; DE BONI, LEONARDO. Molecular Structure-Optical Property Relationship of Salicylidene Derivatives: A Study on the First-Order Hyperpolarizability. Journal of Physical Chemistry A, v. 125, n. 1, p. 99-105, JAN 14 2021. (16/20886-1, 11/12399-0, 18/11283-7, 15/20032-0)

DOS SANTOS, CARLOS H. D.; COCCA, LEANDRO ZUCOLOTTO H.; PELOSI, ANDRE GASPAROTTO; BATISTA, VASCO F.; PINTO, DIANA C. G. A.; FAUSTINO, M. AMPARO F.; VIVAS, MARCELO G.; SIQUEIRA, JONATHAS DE PAULA; MENDONCA, CLEBER R.; DE BONI, LEONARDO. Observation of the two-photon transition enhanced first hyperpolarizability spectra in cinnamaldehyde derivatives: A femtosecond regime study. Journal of Chemical Physics, v. 158, n. 21, p. 11-pg., 2023-06-07. (11/12399-0, 15/20032-0, 16/20886-1, 18/11283-7)

MOYSES, RENATO MAFRA; BARBANO, EMERSON CRISTIANO; DA SILVA, DANIEL LUIZ; VIVAS, MARCELO GONCALVES; MISOGUTI, LINO. Frequency-resolved microscopic second-order hyperpolarizability of azochromophores: a study on nonlinear all-optical switching applications. Physical Chemistry Chemical Physics, v. N/A, p. 10-pg., 2023-01-19. (18/11283-7, 15/20032-0)

ZUCOLOTTO COCCA, LEANDRO H.; PELOSI, ANDRE; SCIUTI, LUCAS F.; ABEGAO, LUIS M. G.; KAMADA, KENJI; PIGUEL, SANDRINE; MENDONCA, CLEBER RENATO; DE BONI, LEONARDO. wo-photon brightness of highly fluorescent imidazopyridine derivatives: Two-photon and ultrafast transient absorption studie. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 348, FEB 15 2022. (15/20032-0, 16/20886-1, 11/12399-0, 18/11283-7)

ZUCOLOTTO COCCA, LEANDRO H.; PELOSI, ANDRE G.; PIGUEL, SANDRINE; MENDONCA, CLEBER RENATO; DE BONI, LEONARDO. Enhancement of optical properties of new purine nucleobases containing electron-donating and -withdrawing peripheral groups. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY B-BIOLOGY, v. 234, p. 7-pg., 2022-09-01. (18/11283-7, 16/20886-1, 11/12399-0, 15/20032-0)

FONSECA, RUBEN D.; VIVAS, MARCELO G.; SILVA, DANIEL LUIZ; EUCAT, GWENAELLE; BRETONNIERE, YANN; ANDRAUD, CHANTAL; MENDONCA, CLEBER R.; DE BONI, LEONARDO. Intramolecular Cooperative and Anti-Cooperative Effect on the Two-Photon Absorption Cross Section in Triphenylamine Derivatives. Journal of Physical Chemistry Letters, v. 10, n. 9, p. 2214-2219, MAY 2 2019. (16/20886-1, 15/20032-0, 11/12399-0, 18/11283-7)

RAMOS, TARCIUS N.; SILVA, DANIEL L.; CABRAL, BENEDITO J. C.; CANUTO, SYLVIO. On the spectral line width broadening for simulation of the two-photon absorption cross-section of para-Nitroaniline in liquid environment. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 301, MAR 1 2020. (15/14189-3, 15/20032-0)

ABEGAO, LUIS M. G.; COCCA, LEANDRO H. Z.; MULATIER, JEAN-CHRISTOPHE; PITRAT, DELPHINE; ANDRAUD, CHANTAL; MISOGUTI, LINO; MENDONCA, CLEBER R.; VIVAS, MARCELO G.; DE BONI, LEONARDO. ffective pi-electron number and symmetry perturbation effect on the two-photon absorption of oligofluorene. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 23, n. 34, AUG 2021. (15/20032-0, 11/12399-0, 18/11283-7, 16/20886-1)

VALVERDE, JOAO V. P.; PELOSI, ANDRE G.; ZUCOLOTTO COCCA, LEANDRO H.; MARBELLO, ORLANDO D.; LE BESCONT, JULIE; BRETON-PATIENT, CHLOE; PIGUEL, SANDRINE; SILVA, DANIEL L.; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.. Two-photon absorption in imidazo[1,2-a]pyridine derivatives: Study of nonlinear optical response and dipolar properties. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 373, p. 11-pg., 2023-01-18. (20/08715-2, 18/11283-7, 16/20886-1, 11/12399-0, 15/20032-0)

VIVAS, MARCELO GONCALVES; DARIO FONSECA, RUBEN; SIQUEIRA, JONATHAS DE PAULA; MENDONCA, CLEBER RENATO; RODRIGUES, PAULA C.; DE BONI, LEONARDO. Femtosecond Two-Photon Absorption Spectroscopy of Poly(fluorene) Derivatives Containing Benzoselenadiazole and Benzothiadiazole. MATERIALS, v. 10, n. 5, MAY 2017. (15/20032-0, 16/20886-1, 11/12399-0)

COCCA, LEANDRO H. ZUCOLOTTO; PELOSI, ANDRE G.; VALVERDE, JOAO V. P.; LE BESCONT, JULIE; BRETON-PATIENT, CHLOE; PIGUEL, SANDRINE; MENDONCA, CLEBER R.; DE BONI, LEONARDO. 3-arylthioimidazo[1,2-a]pyridine derivatives: A theoretical and experimental study of its photophysical properties. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 440, p. 10-pg., 2023-06-01. (11/12399-0, 15/20032-0, 16/20886-1, 18/11283-7)

DIPOLD, JESSICA; VIVAS, MARCELO G.; KOECKELBERGHS, GUY; SIQUEIRA, JONATHAS P.; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.. Probing the Strong Near-IR Two-Photon Transition in Supramolecular Triphenylamine-based Polymers by Nonlinear Absorption Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry B, v. 124, n. 28, p. 6147-6153, JUL 16 2020. (18/11283-7, 15/20032-0)

RAMOS, TARCIUS N.; FRANCO, LEANDRO R.; SILVA, DANIEL L.; CANUTO, SYLVIO. Calculation of the one- and two-photon absorption spectra of water-soluble stilbene derivatives using a multiscale QM/MM approach. Journal of Chemical Physics, v. 159, n. 2, p. 12-pg., 2023-07-14. (15/14189-3, 15/20032-0, 14/50983-3)

PELOSI, ANDRE GASPAROTTO; COCCA, LEANDRO H. ZUCOLOTTO; PIGUEL, SANDRINE; DE BONI, LEONARDO; MENDONCA, CLEBER R.. Effect of peripherical groups on the two-photon brightness of (E)-3-benzyl-6-bromo-2-styryl-3H-imidazo[4,5-b]pyridine derivatives. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 358, p. 9-pg., 2022-04-22. (18/11283-7, 15/20032-0, 16/20886-1, 11/12399-0)