Efeitos de ordenamento na polarização da luz emitida por filmes de polímeros semicondutores

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Nesse trabalho apresentamos um estudo das propriedades ópticas de filmes ordenados e não ordenados de poli(p-fenileno vinileno) (PPV). Investigamos a influência do ordenamento molecular no estado de polarização da luz emitida por filmes poliméricos de PPV. Para este fim, realizamos um experimento de elipsometria, no escopo da teoria de Stokes para o campo eletromagnético. Os filmes de PPV ordenados foram obtidos pela técnica Langmuir-Blodgett (LB) e os filmes não ordenados foram obtidos pela técnica casting, ambos em colaboração com o Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo. Através das medidas de elipsometria obtivemos os parâmetros de Stokes da luz emitida, para ambos os filmes, determinando assim o grau de polarização, o ângulo de orientação, a elipticidade e o fator de assimetria. Observamos que os filmes LB (ordenado) emitem luz com alto grau de polarização (~70%), enquanto os filmes casting apresentam baixo grau de polarização (~10%). Verificou-se, também, uma emissão de luz circularmente polarizada para ambos os filmes, que depende fortemente dos modos de vibração da rede. Além disso, observamos que os filmes LB apresentam um fator de assimetria 10 vezes maior do que os filmes casting. No intuito de explicarmos a emissão circularmente polarizada, apresentada pelos filmes de PPV, empregamos simulações computacionais, tanto para otimizarmos a estrutura da cadeia polimérica, quanto obter a energia de conformação dos mesmos. Os cálculos foram realizados no programa HyperChem Release 7 for Windows. Para otimizarmos a geometria da cadeia polimérica empregamos o método de mecânica molecular com campo de força AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement). As energias conformacionais foram obtidas utilizando o método semi-empírico AM1 (Austin Model 1- single point). Foi observado um ângulo de torção imprópria para ambos os modelos simulados, mostrando a possibilidade de quebra de simetria do PPV, o que possivelmente explica a emissão de luz circularmente polarizada. A diferença em energia das estruturas encontradas, em relação ao PPV com geometria plana, foi da ordem de 1eV, que explica a perda do estado de polarização nas réplicas de fônon. Além disso, os ângulos de torção imprópria para o casting foram da ordem de duas vezes menor do que para o LB, fornecendo uma possível explicação de porque o LB tem uma emissão polarizada circularmente maior do que o do casting.

ASSUNTO(S)

poli(p-phenylene vinylene) parâmetros de stokes fisica ellipsometry elipsometria stokes parameters poli(p-fenileno vinileno) polímeros condutores

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