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Campo DCValorLengua/Idioma
dc.creatorCoutinho, Caroline Marxs Nascimento-
dc.date.accessioned2026-08-07T14:16:33Z-
dc.date.available2026-08-07T14:16:33Z-
dc.date.issued2026-02-23-
dc.identifier.citationCOUTINHO, Caroline. Caracterização fotofísica dos derivados de Carbazol e Tetrazina para sensoriamento de radiação ultravioleta. 2026. 104 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.10026pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49359-
dc.description.abstractThis work investigates the photophysical properties and charge transport mechanisms in donor–acceptor conjugated polymers derived from carbazole and tetrazine. The ma terials analyzed were synthesized at the Paulo Scarpa Polymer Laboratory (LaPPS), Federal University of Paraná (UFPR). The polymer LaPPS80 is based on the carba zole–tetrazine combination (2,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2yl)-9-(tridecan 7-yl)-9H-carbazole- alt-3,6-bis(4-octylthiophen-2-yl)-1,2,4,5-tetrazine), whereas LaPPS81 is derived from condensed carbazole–tetrazine (5,11-bis(2-ethylhexyl)dihydroindolo[3,2 b]-carbazole-alt- 3,6-bis(4-octylthiophen-2-yl)-1,2,4,5-tetrazine). It is worth noting that LaPPS81 can be obtained through different synthetic routes and is therefore denoted throughout this work as LaPPS81-C and LaPPS81-S. This study proposes a novel application of these materials as selective photodetectors in the ultraviolet–visible region. Spectroscopic characterization by optical absorption, photoluminescence (PL), and photoluminescence excitation (PLE) revealed that the transition from solution to the solid state (thin films) induces strong intermolecular interactions. These interactions are evidenced by Stokes shifts on the order of approximately 59 nm, 101 nm, and 139 nm, as well as by pronounced red-shifts in the emission spectra. These results indicate the formation of molecular aggregates and delocalized excited states, which play a key role in charge transport in these polymeric systems. Photoresistor devices with planar architecture and interdigitated fluorine-doped tin oxide (FTO) electrodes were fabricated and characterized. Morphological and electrical analyses showed that the oligomer LaPPS81-C, due to its low molar mass, does not form efficient percolation networks. In contrast, the polymers LaPPS80 and LaPPS81-S yielded func tional devices with distinct and complementary physical behaviors. LaPPS80 exhibited maximum sensitivity at 450 nm but showed the anomalous phenomenon of negative photoconductivity (NPC) under UV excitation (280–370 nm), attributed to the activation of deep recombination centers by high-energy photons. LaPPS81-S demonstrated positive photoconductivity, with high selectivity at 370 nm, and notable anisotropy in the response to light polarization, indicating a macroscopic molecular alignment that favors directional charge transport. Electrical stability tests (20 voltage sweep cycles) indicated the robustness of the devices, which maintained ohmic behavior without significant degradation or hysteresis. Analysis of the I–V curves suggested the predominance of direct tunneling injection mechanisms at low electric fields, with a transition to regimes consistent with field emission at higher voltages. Impedance spectroscopy corroborated the modulation of bulk resistance under illumination, indicating that LaPPS81 exhibits higher intrinsic conductivity compared to LaPPS80. Taken together, these results suggest that the LaPPS family holds potential for application in selective optical sensors, with responses that can be tuned through molecular engineering and morphological control.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectPolimeros conjugadospt_BR
dc.subjectConjugated polymerspt_BR
dc.subjectFotodetectores UVpt_BR
dc.subjectUV photodetectorspt_BR
dc.subjectFotocondutividade negativapt_BR
dc.subjectNegative photoconductivitypt_BR
dc.subjectAnisotropiapt_BR
dc.subjectAnisotropypt_BR
dc.subjectMecanismos de transportept_BR
dc.subjectTransport mechanismspt_BR
dc.titleCaracterização fotofísica dos derivados de Carbazol e Tetrazina para sensoriamento de radiação ultravioletapt_BR
dc.title.alternativePhotophysical characterization of Carbazole and Tetrazine derivatives for ultraviolet radiation sensingpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Marletta, Alexandre-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5395774975535644pt_BR
dc.contributor.referee1Cristovan, Fernando Henrique-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5410652307562354pt_BR
dc.contributor.referee2Pilla, Viviane-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2792016882986736pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0011620157301636pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho investiga as propriedades fotofísicas e os mecanismos de transporte de carga em polímeros conjugados do tipo doador–aceitador, derivados de carbazol e tetrazina. Os materiais analisados foram sintetizados no Laboratório de Polímeros Paulo Scarpa (LaPPS), da Universidade Federal do Paraná (UFPR), sendo o polímero LaPPS80 baseado na combi nação carbazol–tetrazina (2,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2yl)-9-(tridecan-7 yl)-9H- carbazole-alt-3,6-bis(4-octylthiophen-2-yl)-1,2,4,5-tetrazine) e o LaPPS81 derivado de carbazol condensado–tetrazina (5,11-bis(2 Ethylhexyl)dihydroindolo[3,2-b]-carbazole-alt 3,6-Bis(4-octylthiophen-2-yl)-1,2,4,5 tetrazine), ao decorrer do trabalho. Vale ressaltar que o LaPPS81 possui diferentes rotas de síntese, recebendo as notações específicas LaPPS81-C e LaPPS81-S ao longo deste trabalho. O trabalho propõe uma nova aplicação desses materiais como fotodetectores seletivos na região do ultravioleta–visível. A caracterização espectroscópica por absorção óptica, fotoluminescência (PL) e fotoluminescência de excitação (PLE) revelou que a transição do estado em solução para o estado sólido em filme fino induz fortes interações inter moleculares. Tais interações são evidenciadas por deslocamentos de Stokes, da ordem de aproximadamente 59 nm, 101 nm e 139 nm, bem como por pronunciados red-shifts na emissão. Esses resultados indicam a formação de agregados moleculares e de estados excitados deslocalizados, os quais são fundamentais para os processos de condução elétrica nesses sistemas poliméricos. Dispositivos fotoresistores com arquitetura planar e eletrodos interdigitados de óxido de estanho dopado com flúor (FTO) foram fabricados e caracterizados. A análise morfo lógica e elétrica determinou que o oligômero LaPPS81-C, devido à baixa massa molar, não forma redes de percolação eficientes. Em contrapartida, os polímeros LaPPS80 e LaPPS81-S resultaram em dispositivos funcionais com comportamentos físicos distintos e complementares. O LaPPS80 apresentou máxima sensibilidade em 450 nm, mas exibiu o fenômeno anômalo de fotocondutividade negativa (NPC) sob excitação UV (280–370 nm), atribuído à ativação de centros de recombinação profundos por fótons de alta energia. O LaPPS81-S demonstrou fotocondutividade positiva, com alta seletividade em 370 nm, e notável anisotropia na resposta à polarização da luz, evidenciando um alinhamento molecular macroscópico que favorece o transporte de carga vetorial. Testes de estabilidade elétrica (20 ciclos de varredura), indicaram a robustez dos dispositivos, que mantiveram a resposta ôhmica sem degradação ou histerese significativa. A análise das curvas I × V sugeriu a predominância de mecanismos de injeção por tunelamento direto em baixos campos elétricos, com transição para regimes compatíveis com emissão de campo em altas tensões. A espectroscopia de impedância elétrica corroborou a modulação da resistência de volume sob iluminação, indicando que o LaPPS81 apresenta maior condutividade intrínseca em comparação ao LaPPS80. Em conjunto, esses resultados sugerem que a família LaPPS possui potencial para aplicação em sensores ópticos seletivos, cuja resposta pode ser ajustada por meio de engenharia molecular e controle morfológico.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Físicapt_BR
dc.sizeorduration104pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.10026pt_BR
dc.subject.autorizadoFísicapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Física

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