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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Efeitos de ordenamento na polarização da luz emitida por filmes de polímeros semicondutores
metadata.dc.creator: Alliprandini Filho, Paulo
metadata.dc.contributor.advisor1: Marletta, Alexandre
metadata.dc.contributor.referee1: Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
metadata.dc.contributor.referee2: Miwa, Roberto Hiroki
metadata.dc.description.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.
Abstract: This work reports on the study about the optical properties of oriented and non-oriented poly(p-phenylene vinylene) (PPV) films. We investigated the influence of the molecular organization on the state of polarization of the emitted light of PPV films. To accomplish this task we performed ellipsometry experiments in the scope of the Stokes theory for electromagnetic field. The oriented films of PPV had been produced via Langmuir-Blodgett technique (LB), while the non-oriented one had been produced via casting technique, both in association with Instituto de Física de São Carlos - Universidade de São Paulo. Trough the ellipsometry experiments we obtain the Stokes parameters of emitted light for PPV films. That allows us to obtain the polarization degree, the angle orientation, the ellipticity and the asymmetry factor. We observe that the LB films (oriented) emit light with high degree of polarization ( % 70 ~ ), in the other hand the casting films present low degree of polarization ( % 10 ~ ) in the emitted light. For both films, it was, also, verified a circularly polarized light emission; the LB films present a dissymmetry factor 10 times higher than casting films. We also observe that the dissymmetry factor strongly depend on the lattices vibration modes. In order to explain the PPV circular polarization light emission, we performed the computational simulations to calculate polymeric chain structure and to obtain the energies for the molecular conformation. The calculations were implemented with HyperChem Release 7 for Windows software. The geometry structure for polymers we employed the molecular mechanics method using AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement) force field. To obtain the conformational energies we use AM1 (Austin Model 1) calculation in the single point option. The results showed an improper torsion angle for both models simulated; this can be explain a possible PPV symmetry break, in which possibly to explain the PPV circular light emission. The energy difference found between the structures and PPV with planar geometry is around 1.0eV that explains the polarization state lost with the phonon replicas. We also compared the improper torsion angles; the casting films exhibit a value twice times less than the LB films. This result furnish a possible explanation for the higher circularly polarized light presented by LB films.
Keywords: Parâmetros de Stokes
Elipsometria
Poli(p-fenileno vinileno)
Stokes parameters
Ellipsometry
Poli(p-phenylene vinylene)
Polímeros condutores
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Física
Citation: ALLIPRANDINI FILHO, Paulo. Efeitos de ordenamento na polarização da luz emitida por filmes de polímeros semicondutores. 2007. 166 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15678
Issue Date: 28-Mar-2007
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Física

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