[pt] O Alq3 é um dos mais importantes semicondutores orgânicos utilizados como transportador de elétrons e emissor em dispositivos eletroluminescentes (OLEDs). Este trabalho apresenta o estudo das propriedades ópticas, eletroquímicas, elétricas e morfológicas de três complexos baseados em íons de terras raras (TR) ligados à 8-hidroxiquinolina (q), Li[TR(q)4] (TR igual a La3mais, Y3mais e Lu3mais). Os espectros de absorção na região UV-Vis possuem máximos em 382nm para os complexos de Y3mais/La3mais e em 388nm para o complexo de Lu3mais. Os espectros de fotoluminescência dos complexos correspondem à emissão da (q) e não exibem as linhas características de emissão dos íons de terras raras. Os dados de analise térmica indicam que os complexos são termicamente estáveis até 325 graus Celsius e que apresentaram H2O absorvida da atmosfera. Os OLEDs fabricados e caracterizados neste trabalho foram de dois tipos: bicamadas e multicamadas.A1)ITO/NPB(25nm)/Li[TR](q)4](40nm)/Al(120nm);A2)ITO/NPB(25nm)/[Eu(DBM)3phen](20nm)/BCP(10nm)/Li[TR(q)4](20nm)/Al(120nm). Os OLEDs bicamadas apresentaram, em seus espectros de eletroluminescência, as bandas de emissão da (q) entre 520 ate 540nm. Os OLEDs multicamadas foram fabricados para testar a eficácia dos complexos Li[TR(q)4] como camadas transportadoras. Este trabalho evidenciou uma interessante dependência entre o pico máximo da emissão eletroluminescente e o raio iônico dos íons de TR. Os OLEDs baseados nos complexos Li[TR(q)4] apresentaram boas características quando comparadas com os OLEDs baseados Alq3, mostrando-se compostos promissores para o desenvolvimento de dispositivos orgânicos. / [en] The Alq3 is one of the most important organic semiconductors used as electron transporting and emitting material in organic electroluminescent devices (OLEDs). This work presents the investigation of the optical, electrochemical, electrical and morphological properties of three complexes based in ions of rare earth (RE) coordinated to 8-hydroxyquinoline (q), Li[RE(q)4] (RE equal La3more, Y3more and Lu3more). The UV-Vis absorption spectrum present the maximum absorption at: 382nm for Y3more/La3more complexes and 388nm for the Lu3more complex. The photoluminescence spectra of the complexes correspond to the emission of the (q) and does no exhibit characteristic lines of the rare earths ions. The thermal analysis data indicate that the complexes are thermally stable until 325 Celsius degrees and that showed H2O molecules absorbed from the atmosphere. The fabricated and characterized OLEDs in this work were of two types: bilayer and multilayer.A1)ITO/NPB(25nm)/Li[TR(q)4](40nm)/Al(120nm);A2)ITO/NPB(25nm)/[Eu(DBM)3phen](20nm)/BCP(10nm)/Li[TR(q)4](20nm)/Al(120nm). The bilayer OLEDs showed, in their electroluminescence spectra, the emission bands of the (q) between 520 until 540nm. The multilayer OLEDs were fabricated to test the efficiency of the complexes Li[TR(q)4] as transport layers. This work showed an interesting dependence between the EL emission peak and the ionic radius of the of RE ions. The OLEDs based on the Li[RE(q)4] complexes presented good characteristics when compared to the OLEDs based on Alq3, showing as promising compounds to the organic devices development.

[pt] O presente trabalho teve como objetivo central o estudo das modificações nas propriedades estruturais, mecânicas e tribológicas causadas pela incorporação de nitrogênio em filmes de diborato de titânio (TiB2) crescidos pela técnica de erosão catódica assistida por um campo magnético. Os revestimentos de Ti-B-N com diferentes conteúdos de nitrogênio foram depositados em substratos de silício cristalino (100) a partir da erosão de um alvo de diborato de titânio mediante o uso da técnica de erosão catódica em uma atmosfera de argônio e nitrogênio e com tensões de polarização variando entre +100V e - 100V. Os efeitos do conteúdo de nitrogênio e a influência da tensão de polarização na estrutura e no comportamento tribológico foram investigados com o uso da técnica nuclear de retroespalhamento Rutherford (RBS), espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios-x (XPS), difração por raios-x (XRD), perfilometria (medidas de tensão interna), microscopia de força atômica (AFM) e de ângulo de contato. Os resultados do presente trabalho mostraram que a incorporação de nitrogênio produz filmes com tensões internas cada vez mais compressivas. No entanto a mudança da tensão de autopolarização a valores positivos provocou uma relaxação na tensão interna. Nesses casos, foi observada uma melhor adesão dos filmes aos substratos de silício. Os resultados de XPS mostraram que as fases, TiB2, BN e TiN, estão presentes nos filmes de Ti-B-N e a caracterização por XRD determinou a estrutura nanocristalina desses revestimentos. Medidas de AFM indicaram valores de rugosidade superficial entre 1 e 2nm. / [en] The main purpose of the present work was the study of the effects on the structural, mechanical and tribological properties of the incorporation of nitrogen in titanium diboride films (TiB2) grown by reactive dc magnetron sputtering. Ti-BN coatings with different N contents were deposited on Si (100) substrates from a TiB2 target. The sputtering was carried out in an Ar-N2 gas mixture with a substrate bias voltage in the range between +100V e -100V. The effects of the nitrogen content and the influence of substrate bias voltage on the coatings properties were studied by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), XRay photoelectron spectroscopy (XPS), X-Ray diffraction (XRD), profilometry (internal stress measurements), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The results of the present work show that nitrogen incorporation produces films with higher compressive internal stress. However, a positive substrate bias reduces the compressive stress, thus resulting in a better adhesion to the substrate. The XPS results showed that the TiB2, TiN and BN phases are present in the Ti-B-N films. Characterization by XRD determined the nanocrystalline structure of Ti-B-N coatings. Measurements by AFM revealed low surface roughness values.

[pt] Este trabalho consiste no estudo de dispositivos eletroluminescentes orgânicos (OLEDs) onde as camadas emissoras de luz são oriundas dos complexos lantanídeos. A estrutura dos OLEDs fabricados é constituida a partir de uma heterojunção de três materiais orgânicos, onde o 1-(3- metilfenil)-1,2,3,4 tetrahidroquinolina-6-carboxialdeido- 1,1 -difenilhidrazona (MTCD) é utilizado como camada transportadora de buracos, o tris(8-hidroxiquinolinolato) de alumínio (III) (Alq3) como camada transportadora de elétrons e como camadas emissoras de luz são utilizados os complexos lantanídeos tipo [TR(TTA)3(TPPO)2], onde TR3+ são o Sm, Eu ou Gd. Foi estudado, também, a possibilidade de utilizar os complexos [Eu(btfa)3bipy] e [Tb(DPM)3] como materiais emissores. As camadas orgânicas foram depositadas termicamente uma após a outra sobre substratos de vidro recobertos por um filme de oxido de estanho e índio (ITO) e no final é depositado um filme de alumínio. A emissão luminosa destes OLEDs contém as transições eletrônicas dos íons de Sm3+ e Eu3+, enquanto que no caso do dispositivo fabricado com o complexo de gadolínio a emissão detectada é devida à eletrofosforescência molecular do ligante TTA. Usando uma mistura dos complexos de Sm e Eu indicada por [SmxEuy(TTA)3(TPPO)2], observamos que é possível controlar a cor da luz emitida através da variação da tensão aplicada ao dispositivo. Na caraterização elétrica encontramos que a curva j-V pode ser descrita pela relação j infinito Vm+1, que corresponde ao modelo de condução elétrica limitada por cargas aprisionadas. Para calcular o gap óptico dos materiais orgânicos foram realizadas medidas de absorção óptica enquanto que utilizando a espectroscopia de fluorescência, foi possível estudar o efeito da irradiação ultravioleta na degradação dos materiais orgânicos utilizados. Com o intuito de melhorar a injeção dos elétrons nos OLEDs, filmes de carbono amorfo (a-C:N e a- SiC:N) foram depositados por pulverização catódica assistida por radiofrequência (rf-sputtering) sobre as camadas orgânicas. A presença do filme de a-C:N incrementa efetivamente a densidade de corrente. Utilizando o modelo de bandas rígidas, é possível demonstrar que isto se deve a uma redução na altura da barreira para a injeção dos elétrons. Como resultado adicional mostramos que os filmes de carbono amorfo apresentam também o fenômeno da eletroluminescência, a temperatura ambiente e para baixos valores da tensão, que os tornam atraentes candidatos para novos dispositivos optoeletrônicos. / [en] In this work, electroluminescent organic devices (OLEDs), where the emitting layers are lanthanide complexes, have been studied. The OLEDs structure was an heterojunction with three organic materials, where the 1-(3-methylphenil)- 1,2,3,4 tetrahydroquinoline-6-carboxyaldehyde-1,1- diphenylhydrazone (MTCD) is used as the hole transporting layer, the tris 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3) as the electron transporting layer, while the lanthanide complexes [TR(TTA)3(TPPO)2], where TR3+ are Sm, Eu or Gd, were used as the emitting layers. Also, the [Eu(btfa)3bipy] and [Tb(DPM)3] complexes was analyzed for a possible emitting layer employment. The organic layers were successively deposited onto glass substrate coated with indium tin oxide film (ITO) with an Al electrode cap layer. Spectral analysis shown that the emitted light correspond to electronic transitions arising from the of Sm3+ and Eu3+ ions, while for the gadolinium complex it is found that the emission corresponds to the molecular electrophosphorescence of the TTA ligand. Using a [SmxEuy (TTA)3(TPPO)2] blend complex, it was shown that is possible to obtain a voltage-controlled emission color OLED. For the majority of the fabricated devices the electrical characterization shown that the j-V curve can be described by the j infinit Vm+1 relation, that correspond to a trapped- charge-limited (TCL) conduction model. Optical absorption measurement were performed in order to calculate the optical band gap and through the fluorescence spectroscopy the effect of ultraviolet irradiation in the degradation of the organic materials have been also studied. Finally, in order to increase the electron injection in the fabricated devices, amorphous carbon films (a-C:N and a-SiC:N), were deposited by sputtering onto organic layer, just before the Al electrode. It was found that the presence of the a-C:N layer increases the current density. This fact can be explained by using the rigid band model that shows a barrier height reduction for the electron injection when the a-C:N layer is introduced between the Alq3 and the Al. Furthermore, it was also shown that these particular amorphous carbon films present themselves the electroluminescence phenomena at room temperature and with low voltages, which opens new possibilities for their applications in novel optoelectronic devices.

[pt] Neste trabalho, desenvolveram-se dois tipos de substratos flexíveis para dispositivos orgânicos. Para tal, usou-se o termoplástico comercial de alto desempenho, poli(éter imida) (PEI), e a celulose bacteriana (CB), um polímero natural e biocompatível comumente utilizado como pele artificial. Os filmes de PEI foram fabricados com boa transparência óptica no visível, flexibilidade e ausência de poros, enquanto os filmes de CB foram utilizados como recebidos. Filmes finos de óxido de índio dopado com estanho (ITO) foram depositados sobre os filmes, utilizando a técnica de rf-sputtering, a fim de torná-los condutores elétricos para serem utilizados em dispositivos. Os valores de resistividade elétrica dos substratos modificados foram aprimorados através da variação dos parâmetros de deposiçãoo dos filmes de ITO. Os menores valores de resistividade alcançados foram 3, 27 × 10(-4) omega· cm para os substratos de PEI e 3, 70×10(-4) omega· cm para os de CB, comparáveis ao valor alcançado para os substratos de vidro [3, 66×10(-4) omega·cm], utilizados como referência. Além disso, devido às ótimas propriedades térmicas da PEI, os filmes de ITO sobre este material e sobre vidro passaram por um tratamento térmico a fim de baixar ainda mais o valor da resistividade. Após este tratamento, os valores de resistividade baixaram para 2, 88×10(-4) omega·cm e 3, 41 × 10(-4) omega· cm, para a PEI e o vidro, respectivamente. Os resultados obtidos são comparáveis ou melhores àqueles obtidos por outros autores em diferentes substratos, com e sem tratamento térmico, e mostraram-se promissores para o desenvolvimento de dispositivos orgânicos flexíveis. / [en] In this work, it has developed two types of flexible substrates for organic devices. For this purpose, it was used the commercial high-performance thermoplastic, poly(ether imide) (PEI), and a natural and biocompatible polymer commonly used as artificial skin, bacterial cellulose (BC). PEI films were fabricated with good optical transparency in the visible range of spectra, flexibility and absence of pores, while the CB films were used as received. Thin films of indium tin oxide (ITO) were deposited on those films using rf magnetron sputtering in order to turn them electrical conductors for using in organic devices. The electrical resistivity of the modified substrates was improved by varying the ITO films deposition parameters. The lowest achieved resistivity was 3.27 × 10(-4) omega· cm for PEI substrates and 3.70×10(-4) omega·cm for CB substrates, comparable to the reference substrate (glass) 3.66 × 10(-4) omega· cm. In addition, due to the excellent thermal properties of PEI, ITO films on this material and on glass substrates were thermally treated to further improvement of its electrical properties. After this treatment, the resistivity values decreased to 2.88 × 10-4 ! · cm and 3.41× 10(-4) omega· cm for PEI and glass substrates, respectively. The obtained results are comparable or better than those obtained by other authors on different substrates, with and without heat treatment, establishing these materials as outstanding substrates for the development of flexible organic devices.

[pt] Neste trabalho é apresentado o estudo de três complexos tetrakis betadicetonatos de európio: Li[Eu(dbm)(4)].(4)H(2)O, TMPip[Eu(dbm)(4)] e Morf[Eu(dbm)(4)]. Todos os compostos foram caracterizados à temperatura ambiente por diversas técnicas, tais como absorção óptica, fotoluminescência estacionária (PL) e voltametria cíclica. Já os dispositivos eletroluminescentes orgânicos (OLEDs) baseados nestes materiais e fabricados por evaporação térmica resistiva foram caracterizados eletro-opticamente. Os espectros de PL dos compostos apresentaram as linhas características de emissão das transições (5)D(0)→(7)F(0-3) do íon európio, e não exibiram bandas relativas à emissão dos ligantes. Porém, comparações entre os espectros de PL dos materiais na forma de pó e de filme fino indicaram prováveis mudanças na estrutura dos compostos TMPip[Eu(dbm)(4)] e Morf[Eu(dbm)(4)]. Uma das possibilidades é a de que a deposição térmica estaria degradando estes materiais, dando origem às espécies tris beta-dicetonato. Os OLEDs com complexos de európio atuando simultaneamente como camada emissora e transportadora de elétrons apresentaram também, em seus espectros, os picos relativos às transições do íon Eu(3+). Para aumentar a eficiência luminosa dos dispositivos foi testada uma nova configuração, acrescentando-se uma camada bloqueadora de buracos e uma transportadora de elétrons. Esta nova arquitetura aprimorou o funcionamento dos OLEDs, cuja eletroluminescência (EL) passou a ser visível a olho nu. Por outro lado, ela causou o aparecimento de uma banda larga centrada em 480nm no espectro de EL. O estudo realizado para investigar a origem desta banda mostrou que ela é proveniente da emissão da camada bloqueadora de buracos. / [en] Rare-earth complexes present extremely sharp line emission making possible to use them in organic light-emitting devices (OLEDs) technology. This dissertation reports the study of three europium tetrakis beta-diketonate complexes: Li[Eu(dbm)(4)].(4)H(2)O, TMPip[Eu(dbm)(4)] and Morf[Eu(dbm)(4)]. UV-Vis absorption, photoluminescence (PL) and cyclic voltammetry measurements were used to characterize the complexes, at room temperature. The PL spectra displayed the characteristic europium narrow bands from (5)D(0)→(7)F(0-3) transitions and exhibited red color emission, without a contribution from ligand emission. However, a comparison between thin films spectra and powder spectra suggested probable changes in the TMPip[Eu(dbm)(4)] e Morf[Eu(dbm)(4)] complexes composition. One possibility is that the thermal deposition is causing degradation, breaking the tetrakis structure into tris beta-diketonate complexes. This hypothesis was investigated using TGA technique associated with FTIR analysis of chemical species. Europium complexes based OLEDs produced by thermal evaporation and using different device configuration were characterized by electroluminescence (EL) measurements. Bilayer OLEDs fabricated with a europium complex acting simultaneously as the emissive layer and as the electron transporting layer showed the bands from Eu(3+) transitions in the EL spectra. Another configuration was used to increase the device efficiency, adding a hole-blocking layer and an electron transporting layer. This new architecture improved the OLEDs performance, enabling the electroluminescence to be visible with the naked eye. On the other hand, it caused the appearance of a wide emission band centered at 480nm. A study performed about the source of this emission band showed that it was originated by the hole-blocking layer.

[pt] Cilindros fotossensíveis são usados nos processos de impressão e particularmente na impressão eletrofotográfica. O revestimento é aplicado ao cilindro em forma líquida antes de solidificar-se. O líquido é aplicado ao cilindro através de um aplicador de agulha que se translada ao longo da direção axial do cilindro. Durante este processo o cilindro gira em torno de seu próprio eixo levando a uma deposição da tira de líquido sobre a superfície do cilindro, em padrão espiral. Para ajudar a distribuir o líquido lateralmente e assim melhorar a uniformidade da espessura, cada tira de líquido aplicada pela agulha passa por meio de uma lâmina flexível. Este processo leva a um revestimento que apresenta um padrão espiral na espessura da camada revestida que pode causar defeitos no processo eletrofotográfico.O conhecimento, de forma fundamental, do escoamento é vital para a otimização do processo. Um modelo teórico de escoamento de filmes finos sobre superfícies cilíndricas em rotação com uma porta de injeção de líquido em movimento é apresentado. Este modelo é baseado na teoria de lubrificação considerando um filme precursor na frente da linha de contato aparente. A espessura de filme revestido foi obtida através da solução de uma equação diferencial parcial não linear de quarta ordem usando o método de diferenças finitas de segunda ordem. A discretização do tempo foi feita pelo método implícito de Crank- Nicholson. A discretização do sistema a cada passo do tempo leva a um sistema de equações algébricas não lineares que foi resolvido pelo método de Newton. Os resultados mostram como a uniformidade da camada depositada varia com os parâmetros do processo e com as propriedades do líquido. / [en] Photosensitive cylinders are used in printing arts and more particularly in electrophotographic printing (e.g. xerographic copy). The photosensitive coating is applied to the cylinder in liquid form, before it is solidified. The liquid is applied to the cylinder through a needle applicator that translates along the direction of the cylinder axis. The cylinder rotates during this process in order to cover the entire surface. Therefore, the liquid is applied in a spiral pattern. In order to help spreading of the liquid over the cylinder surface and to improve the thickness uniformity, each liquid stream applied from the needle passes under a flexible blade. This process leads to a coating that presents a spiral pattern on the deposited layer thickness, which can cause defects on the electrophotographic process. The complete understanding of the flow is vital to the optimization of the process. A theoretical model of the thin film flow over the surface of a rotating cylinder is presented here. It is based on the lubrication approximation considering a thin precursor film in front of the apparent contact line. The resulting non-linear fourth-order PDE for the film thickness was solved by a second-order finite difference method. The time discretization was done by the implicit Crank-Nicholson scheme. The non-linear algebraic equation at each time step was solved by Newton’s method. The results show how the uniformity of the deposited layer varies with process parameters and liquid properties.

[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo da influência das técnicas de deposição de filmes finos nas propriedades físicas de dois sistemas moleculares orgânicos. O estudo foi realizado através da análise das características ópticas e elétricas de filmes finos e dispositivos OLEDs crescidos utilizando os sistemas orgânicos: (1) DCM2:Alq3 e (2) [Sm(tta)3(dppmo):Eu(tta)3(dppmo)]. Em ambos os casos um material é utilizado como matriz (Alq3 ou complexo de Sm3+) e outro como dopante (DCM2 ou complexo de Eu3+). A análise das propriedades físicas do sistema (1), crescido por co-deposição térmica e por spin-coating, permitiram mostrar que a resposta do sistema muda em função da técnica de deposição usada. Por exemplo, o processo de transferência de energia molecular entre a matriz (Alq3) e o dopante (DCM2) varia de uma técnica para outra, sendo menos eficiente na técnica onde o filme crescido permite obter uma separação maior entre as moléculas. O estudo também mostrou que a transferência de energia pode ser inibida por meio de um processo de fotodegradação do sistema com luz UV. A análise do sistema (2), crescido pelas técnicas de co-deposição térmica e deposição térmica de moléculas misturadas na fase sólida, mostrou que a resposta deste sistema é independente do método de deposição utilizado. Além disso, a dopagem da matriz Sm(tta)3(dppmo) com um complexo de európio que possui os mesmos ligantes orgânicos, permitiu observar uma transferência de energia intermolecular entre os dois complexos, assim como um aumento da intensidade de emissão de algumas das transições do íon Eu3+. Estes sistemas foram usados na fabricação de dispositivos orgânicos eletroluminescentes e o sistema molecular 1 como sensor de radiação UV. / [en] This dissertation reports the study of the influence of different deposition techniques on the physical properties of two molecular organic systems: (1) DCM2:Alq3 e (2) [Sm(tta)3(dppmo):Eu(tta)3(dppmo)]. The investigation was carried out by analyzing the optical and electrical characteristics of thin films and organic light-emitting devices (OLEDs) based on the two organic systems. In both systems, one of the compounds was used as the host (Alq3 and Sm-based complex) and the other as the dopant (DCM2 and Eu-based complex). Analysis of the system (1) physical properties, showed that the system response varies as a function of the used deposition technique (in this case, thermal codeposition and spin-coating). For example, the molecular energy-transfer process between the matrix (Alq3) and the dopant (DCM2) varies from one technique to the other, being less efficient in the one where the molecular separation is larger. The study also demonstrated that the energy transfer can be inhibited by means of UV photodegradation process. System (2) was grown by thermal codeposition as well as thermal deposition of molecules mixed in solid phase. In this case, the results indicated that the response of this system is independent of the deposition technique chosen. Besides, doping the Sm(tta)3(dppmo) host with an europium complex allowed to observe not only an intermolecular energytransfer between the two complexes but also an increasing in the emission intensity of some Eu3+ transitions. Both systems can be applied to UV radiation sensors’ fabrication and organic light-emitting devices.

[pt] Este trabalho teve como objetivos o estudo das modificações nas propriedades de filmes de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) através do tratamento da sua superfície com plasma de tetrafluoreto de carbono (CF4) e Argônio e a deposição e estudo das propriedades tribológicas de filmes de carbono amorfo fluorado e hidrogenado (a-C:F:H) sobre substrato de aço inoxidável 316L. A primeira parte da tese descreve a funcionalização por plasma da superfície com flúor de filmes previamente depositados de a-C:H sobre silício cristalino 100 pela técnica da deposição química na fase vapor assistido por plasma PECVD. Esta funcionalização foi feita pelo emprego de plasma de uma mistura dos gases CF4 e Argônio em diferentes proporções. Estes filmes tiveram a sua superfície analisada por espectroscopia de fotoelétrons, microscopia de força atômica e tiveram a sua energia superficial avaliadas por medidas de ângulo de contato de três diferentes líquidos (água deionizada, glicerol e bromonaftaleno). A funcionalização com Flúor tornou a superfície superhidrofóbica, atingindo valores em torno de 140 graus. Na segunda parte da tese descrevemos com sucesso a deposição por PECVD de filmes de carbono amorfo fluorados sobre substratos de aço inoxidável 316L. Para melhorar a adesão, os substratos foram submetidos a tratamento com nitretação e carbonitretação por plasma e a posterior deposição de um filme de titânio e de a-C:H. Nestes filmes foram realizadas medidas de microscopia de força atômica, dureza, espectroscopia de fotoelétrons e tribometria para determinar o coeficiente de atrito e resistência ao desgaste mecânico. Os resultados obtidos mostraram que a incorporação de CF4, produz filmes com propriedades semelhantes às propriedades do Teflon. Obtivemos filmes com dureza em torno de 11Gpa, mais duro que o aço inoxidável 316L, cuja dureza é de aproximadamente 4,5 GPa, porém menor que a medida em aço nitretado. Com relação ao coeficiente de atrito, o filme de a-C:F:H apresentou uma redução significativa em relação ao aço e ao aço nitretado. As medidas de tribometria também mostraram que o filme ficou bem aderido e apresenta boa resistência ao desgaste mecânico, resistindo a centenas de ciclos com a ponta do tribometro arrastando sobre a superfície com forças aplicadas de 10N. Como resultado conseguimos depositar filmes sobre aço inoxidável 316L com baixo coeficiente de atrito, dureza elevada e boa resistência ao desgaste mecânico. / [en] This work aimed to the study of the modifications of the properties of carbon amorphous hydrogenated films (a-C:H) trough the treatment of the surface film with plasma of carbon tetra fluoride (CF4) and Argon. Another object has been the study of the tribological properties of carbon amorphous fluorinated and hydrogenated (a-C:F:H) deposited on substrates of stainless steel 316L. The first part of the these describes the functionalization by plasma of the surfaces with fluorine of films previously deposited of a-C:H on crystalline silicon 100 by the technique of plasma enhanced chemical vapor deposition PECVD. This functionalization was made by the use of plasma of a mixture of CF4 and Argon gases in different proportions. The films had their surfaces analyzed by photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy and their surface energies calculates by measurement of the angle contact of three different liquids (water, glycerol and bromonaphthalene). The functionalization with Fluorine made the surface super hydrophobic, reaching values for the contact angle around 140 degrees. In the second part of the these we describe the successful deposition by PECVD of films of carbon amorphous fluorinated on stainless steel 316L. In order to improve the adhesion, the substrates were submitted to treatment with nitriding and carbonitriding by plasma and the subsequent deposition of a film of titanium and a-C:H. In these films were realized measurements of atomic force microscopy, hardness, photoelectron spectroscopy and tribometry to determine the friction coefficient and the resistance to mechanical wastage. The results obtained showed that an incorporation of CF4, produces films with properties similar to teflon properties. We obtained films with hardness around 11 Gpa, harder than stainless steel 316L, whose hardness is approximately 4,5 Gpa, but smaller than the measure in nitrated steel. In relation to the friction coefficient, the film of a-C:F:H presented a significant reduction in relation to the steel and nitrated steel. The tribometry measurements also showed that the film was well adhered and present good resistance to mechanical wear, resisting to hundreds of cycles with the point of the tribometry dragging on the surface with applied force of 10N. As result we get to deposit films on stainless steel 316L with low friction coefficient, elevated hardness and good resistance to mechanical wear.

[pt] Neste trabalho são apresentados os resultados da produção e caracterização de dispositivos orgânicos emissores de luz invertidos (IOLEDs) e trasnparentes (TOLEDs). Como eletrodo superior transparente , utilizou-se o óxido de índio estranho (ITO), que foi depositado via pulverização catadótica assistida por radiofrequência sobre camadas protetoras ôrganicas (CuPC) e metálicas (Alumínio). Para evitar possivéis danos efetuados nas camadas dos dispositivos pelo processo de pulverização catódica, as disposições de ITO foram realizadas a baixa potência. Primeiramente, os filmes de ITO foram caracterizados elétrica e opticamente. A seguir, foi estudada a interaçãoentre a superfície das camadas protetoras (CuPC e Alumínio) e o filme de ITO. Por fim, os dispositivos IOLEDs e TOLEDs foram caracterizados através de medidas de eletromuninescência, densidade de corrente e luminância, todas elas, em função da tensão aplicada. A paritir desses estudos foi possivélproduzir dipositivos de TOLEDscom transmitânciamédia de 70 por cento na região do espectro visível. / [en] This work presents the results of production and characterization of organic light emitting devices inverted (IOLEDs) and transparent (TOLEDs). As transparent top electrode, a thin film of indium tin oxide (ITO) deposited via rf magnetron sputtering was used. The ITO films were deposited onto organic (CuPC) and metal (Aluminum) protective layers. In order to provent the damage incurred on the organic and metal layers by the sputtering process, the ITO disposition carried out at room temperature and under low rf power. First, the ITO films were characterized by electrical and optical measures. Next, the interaction between the surface of the protective layers (CuPC and Aluminum) and the ITO film was analyzed. Finally, the IOLEDs and TOLEDs devices were characterized by electroluminescence, current density and luminance measures, all as a function of the applied voltage. Form the studies, was possible to produce IOLEDs devicesonto opaque substrates and TOLEDs devices whit average transmittance of 70 per cent in the visible range.

[pt] Este trabalho apresenta os resultados de um estudo que envolve a fabricação e a caracterização de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) baseados em complexos β-dicetonatos de terras-raras. O estudo se coloca como continuação lógica da linha de pesquisa em dispositivos eletroluminescentes baseados em íons terras-raras, começada alguns anos atrás neste grupo de pesquisa. Para a produção dos dispositivos foram empregadas várias técnicas de deposição de filmes finos, tais como deposição térmica resistiva, pulverização catódica assistida por plasma (rf-magnetronsputtering) e spin-coating. A síntese dos compostos orgânicos, bem como alguns estudos adicionais puderam ser realizadas através de colaborações com diversos grupos de pesquisas nacionais, os quais dispõem de recursos e capacitação em áreas complementares. Os complexos orgânicos estudados foram divididos em três conjuntos, que chamamos de sistemas. No sistema 1, estudou-se o complexo Eu(bmdm)3(ttpo)2, onde o ligante orgânico bmdm é um conhecido agente absorvedor de radiação UV bastante usado em protetores solares. Os OLEDs baseados neste complexo apresentaram intensa foto- e eletroluminescência com alta pureza de cor dada apenas pelas finas transições características do íon Eu3+. No sistema 2, estudou-se o complexo chamado de binuclear. Este composto tem dois núcleos terras-raras coordenados numa mesma molécula. O primeiro binuclear estudado, o complexo Eu(btfa)3 phenterpy Tb(acac)3, não apresentou as transições características dos íons Tb3+ e Eu3+ como era esperado inicialmente. Por outro lado, apresentou uma eletroluminescência sintonizável em duas situações distintas, a primeira em função da tensão aplicada e a segunda através de mudanças na arquitetura das camadas constituintes. Por causa desse efeito, mostramos a possibilidade de se construir um dispositivo OLED emissor de luz branca. Ainda nesse sistema, foram estudados OLEDs com complexos modificados quimicamente, chamados de binuclear 2 e trinuclear. O complexo binuclear 2 apresentou as linhas de emissão dos íons Tb3+ e Eu3+. Apesar de menos eficiente que o primeiro complexo binuclear, este estudo mostrou que através de manipulações moleculares (nanotecnologia) é possível sintetizar compostos capazes de emitir as linhas características de emissão dos íons terras-raras, ou seja, com um único complexo é possível obter duas emissões distintas. Por último, ainda como sistema 2, o complexo trinuclear, é uma mistura de compostos orgânicos contendo Tm, Tb e Eu e não formam uma única molécula, como no caso dos compostos binucleares. Este estudo foi iniciado recentemente e ainda não foi completamente explorado. Os primeiros testes mostraram que é possível usar este complexo também para fabricar OLEDs com emissão de cor branca, variando-se as quantidades relativas de Tm, Tb e Eu da mistura. Sabendo-se que os ligantes β-dicetonas são os responsáveis pela transferência de energia para os íons TR3+, através do efeito antena, o sistema 3, despontou como grande novidade, mostrando a construção de dispositivos eletroluminescentes baseados em complexos tetrakis(β-dicetonatos) de TR, ou seja, compostos que possuem quatro ligantes β-dicetonas coordenandos a um único íon TR. Com esse sistema conseguimos pela primeira vez uma emissão eficiente e pura das principais transições do íon Tb à temperatura ambiente. O trabalho apontou, também, que tanto a irradiação com luz UV, quanto a exposição aos agentes atmosféricos (oxigênio, água, umidade, etc.) contribuem para uma rápida degradação dos complexos orgânicos com conseqüente decaimento do desempenho dos dispositivos fabricados. Para tanto, iniciamos um estudo para investigar as causas da degradação de alguns dos compostos orgânicos utilizados na fabricação de OLEDs. Os estudos de fotoabsorção e fotoemissão realizados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron foram fundamentais para uma maior compreensão destes efeitos. Os resultados deste estudo mostraram que as técnicas espectroscópicas empregadas neste trabalho podem ser utilizadas para se investigar a estrutura eletrônica, bem como a fotodegradação de compostos orgânicos usados na fabricação de OLEDs. Utilizando a espectroscopia de fluorescência, se estudou a viabilidade de se construir um dosímetro de radiação ultravioleta portátil e de uso pessoal usando um OLED cuja eletroluminescência é sensível à radiação UV. / [en] In this work we present the results of a study that involves the manufacture and the characterization of organic eletroluminescent devices (OLEDs) based on (beta)-diketonates Rare-Earth complexes. The investigation reported is a continuation of the research in electroluminescent devices based on rare-earth ions, started some years ago in our Group. For the production of the devices were applied several thin films deposition techniques: thermal resistive, rf-magnetronsputtering and spin-coating. The synthesis of organic compounds, as well some additional studies, were carried on through the collaboration with different brazilian research groups, which have resources and qualification in complementary areas. The organic compounds studied in this thesis have been divided in three groups, named systems. In system 1, the studied complex was Eu(bmdm)3(ttpo)2, where the organic bmdm ligand is a known UV sensitive material, frequently used in sunblockers. The OLEDs based on this complex presented intense photo- and electroluminescence with high pure color emission due to the almost atomic transitions characteristic of the Eu3+ ion. In system 2, a binuclear complex, represented by the molecular formula Eu(btfa)3 phenterpy Tb(acac)3 was studied. This complex has two rare-earth nuclei coordinated in the same molecule. The OLEDs based on this complex did not present the Tb3+ and Eu3+ characteristic transitions as expected. On the other hand, the complex gave us the possibility to develop an OLED with white color emission. Probably the major novelty of this thesis is represented by system 3. Indeed, knowing that the (beta)-diketone ligands are the main responsible for the RE3+ ions energy transference through the antenna effect, in system 3, we investigated the possibility to fabricate electroluminescent devices based on RE (beta)-diketonate tetrakis complexes, which have four coordinated (beta)- diketones ligand to an RE ion in order to enchance the energy transfer and the emission efficiency. With this system we obtained, for the first time, an efficient and pure Tb emission at room temperature.