Publicação: Aplicação da técnica de Elipsometria de Emissão para caracterização
de materiais luminescentes
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
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Resumo
Neste trabalho demonstramos as potencialidades da técnica de elipsometria de emissão no
escopo da teoria de Stokes do campo eletromagnético para o estudo fotofísico de materiais
luminescentes, além de introduzir uma nova metodologia utilizando um quarto de onda
acromático. Ainda mais, a utilização de luz linearmente polarizada permitiu seletivamente o
estudo de vários processos fotofísicos, tais como, os processos relacionados à transferência de
energia. A utilização desta técnica torna possível caracterizar completamente o estado de
polarização da luz emitida por estes materiais. Mostramos que é possível com a elipsometria de
emissão estudar a anisotropia molecular, transição de fase, processos de transferência de energia
e solvatação. Verificamos, também, que a técnica de elipsometria de emissão permite determinar
a direção do alinhamento molecular de sistemas fluorescentes anisotrópicos, calcular o fator de
anisotropia e de assimetria da emissão. Investigamos a emissão de corantes dissolvidos em
cristais líquidos, mostrando os efeitos do alinhamento molecular sobre as propriedades de
absorção e emissão dos mesmos. Além disso, determinamos a direção de alinhamento dos cristais
líquidos e a temperatura de transição de fase destes através da técnica de elipsometria de emissão.
Estudamos a emissão do poly[2-metóxi-5-(2-etilhexilóxi)-1,4-fenilenovinileno], ou seja, o MEHPPV,
em solução e observamos uma emissão parcialmente polarizada, resultado surpreendente
para um meio homogêneo e isotrópico, sendo este resultado associado aos processos de difusão
molecular. Outro material estudado foi o poli(p-fenilenovinileno), ou PPV, onde verificamos o
efeito da concentração e do tamanho do contra-íon em filmes casting, mostrando que a técnica de
elipsometria de emissão permitiu estudar os processos de transferência de energia e/ou difusão
dos portadores de carga dependentes do contra-íon. Finalmente, através da técnica de
elipsometria de emissão foi possível investigar os efeitos dos solventes e das matrizes poliméricas
nos processos de transferência de energia e/ou difusão dos éxcitons.
Abstract
In this work we demonstrated the potential of the emission ellipsometry in the scope of
the Stokes theory for electromagnetic field to the photophysics study of luminescent materials, in
addition we introduce a new methodology using an achromatic quarter-wave plate. Moreover, the
use of linearly polarized light allowed \"selectively\" the study of various photophysical processes,
such as the processes related to energy transfer. The use of this technique becomes possible to
completely characterize the polarization state of the emitted light for these materials. We show
that is possible with the emission ellipsometry study the molecular anisotropy, phase transition,
energy transfer processes and solvation. We also verified that the emission ellipsometry
technique allows the determination of the molecular alignment direction for anisotropic
fluorescent systems, calculate the anisotropy and emission dissymmetry factor. We investigated
the emission of dyes dissolved in liquid crystals, showing the effects of molecular alignment on
these absorption and emission properties. In addition, we determine the direction of alignment of
liquid crystals and the phase transition temperature using the emission ellipsometry technique.
We study the emission of poly[2-methoxy-5-((20-ethylhexyl)oxy)-1,4-phenylenevinylene]
(MEHPPV) in solution and observed a partially polarized emission, surprising result for an
isotropic and homogeneous media and this result is associated with the processes of molecular
diffusion. Another material studied was the poly(p-phenylene vinylene) (PPV) where we
observed the effect of concentration and size of the counter-ion in casting films, showing that the
emission ellipsometry technique allowed to study the carrier diffusion and/or energy transfer
processes dependent on the counter-ion. Finally, using the emission ellipsometry technique it was
possible investigate the solvents and methacrylates effects on the carrier diffusion and/or energy
transfer processes.
Palavras-chave
Elipsometria de emissão, Parâmetros de Stokes, Cristal líquido, Benzotiadiazol, Poly[2-metóxi-5-(2-etilhexilóxi)-1,4-fenilenovinileno] (MEH-PPV), Poli(p-fenilenovinileno), Lapps16 (PPV), Metacrilatos, Emission ellipsometry, Stokes parameters, Liquid crystals, Benzothiadiazole, Methacrylates, Elipsometria
Citação
ALLIPRANDINI FILHO, Paulo. Aplicação da técnica de Elipsometria de Emissão para caracterização de materiais luminescentes. 2012. 329 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.6