[pt] Nos últimos anos, polímeros conjugados ganharam muita atenção na eletrônica orgânica por seu uso na fabricação de dispositivos flexíveis e de baixo custo. Como resultado, diferentes tipos de dispositivos têm sido desenvolvidos como: diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs), células fotovoltaicas orgânicas (OPVs) e transistores de efeito de campo orgânicos (OFETs). Em particular, para os OFETs seu desempenho depende da interface isolante/semicondutor, principalmente, devido ao acúmulo de portadores de carga. Além disso, as propriedades da interface afetam fortemente o transporte de carga através do canal de dispositivo. Por estas razões, a pesquisa de novos polímeros semicondutores e novos materiais dielétricos é um fator chave para aprimorar o desempenho dos dispositivos. Neste trabalho, os polímeros PMMA, PVA, FORMVAR e PU foram investigados como materiais dielétricos. Inicialmente foram fabricados capacitores de placas planas paralelas do tipo ITO/dielétrico/Al para determinar a constante dielétrica dos isolantes, as curvas JxV e a capacidade por unidade de área. Desenvolveu-se OFETs tipo Top-Gate/Bottom-Contacts (TGBC) com a estrutura Au/P3HT/PMMA/Ag e Au/P3HT/PU/Ag. No trabalho, a espessura dos dielétricos foi variada para aprimorar o desempenho dos dispositivos. Para os OFETs de PMMA obteve-se resultados concordantes com os da literatura. Os novos OFETs de PU apresentaram tensões de operação menores que 5V, que é um requisito para a integração destes OFETs em aplicações da eletrônica orgânica. A mobilidade obtida nestes OFETs de PU foi de 1.25 cm(2)/V.s, com uma tensão limiar de 0.02 e uma razão On/Off de 100. / [en] In the last years, conjugated polymers have received much attention in organic electronics for their use in the fabrication of low cost and flexible devices. As a result, different types of devices have been developed e.g. organic light emitting diodes (OLEDs), photovoltaic devices (OPVs) and field effect transistors (OFETs). For the OFETs in particular, their performance depends primarily on insulator/semiconductor interface, mainly due to charge carrier accumulation. Moreover, the interface properties strongly affect the charge transport through the device channel. For these reasons, the research for new semiconductor polymers and new dielectric materials is key to advancing the performance improvement of devices. In this work, the polymers PMMA, PVA, FORMVAR and PU were used as dielectric materials. Initially, parallel plate capacitors of the structure ITO/dielectric/A1 were made, in order to determine the dielectric constant of the insulators, get the curves JxV and the capacity per unit area. It was used to develop Top-Gate/Bottom-Contacts (TGBC) OFETs with structures of Au/P3HT/PMMA/Ag and Au/P3HT/PU/Ag. The thicknesses of the dielectric materials were varied to improve the performance of the devices. For the PMMA OFETs, the results obtained were concordant with those of the existing literature. The new PU OFETs presented with operating voltages of less than 5V, appropriate for applications of these OFETs in organic electronics. The mobility of the PU OFETs was 1.25cm(2)/V.s, the threshold voltage 0.02V and the On/Off ratio 100.

[pt] Este trabalho apresenta o estudo da mobilidade de portadores de carga em filmes finos de poli(3-hexiltiofeno) rrP3HT modificados: (a) fisicamente, através da mistura do rrP3HT com o polimetilmetacrilato, PMMA, com diferentes solventes e concentrações; e (b) quimicamente, através da sínteses de novos polímeros baseados de politiofenos com poliselenofeno rrP3HTCoSe com 5 e 10 porcento de Se. Todos os filmes fabricados foram caracterizados através de medidas de absorção UV-Vis, fotoluminescência e absorção no infravermelho. Para as blendas rrP3HT:PMMA, a partir destes espectros e usando o modelo de Spano, foram determinados os valores de acoplamento excitônico W e as semilarguras da distribuição gaussiana de estados sigma mostrando que o comprimento de conjugação, a ordem e a cristalinidade foram aprimoradas nas blendas rrP3HT:PMMA. Medidas J-V e CELIV mostraram que simples diodos baseados nas blendas rrP3HT:PMMA 70:30 exibem valores de mobilidade de portadores maiores (1.0x10 elevado a menos quatro até 5.5x10 elevado a menos quatro centimetro quadrado/Vs), com um aumento de até 450 porcento quando comparados com o valor da mobilidade do rrP3HT puro. Células fotovoltaicas foram fabricadas para avaliar o desempenho da blenda 70:30 apresentando um valor de eficiência 6 vezes maior em relação aos dispositivos baseados em rrP3HT puro. Por outro lado, o estudo da modificação química mostrou altos valores de acoplamento excitônico para os polímeros rrP3HTCoSe de 5 e 10 porcento, o que significa menores comprimentos de conjugação, ordem e cristalinidade. Os valores de mobilidade encontrados nos polímeros rrP3HTCoSe 5 e 10 porcento foram inferiores com relação ao rrP3HT puro, encontrando uma relação direta entre a energia do gap, o comprimento de conjugação e mobilidade de portadores de carga. / [en] This work presents the study of charge carrier mobility in thin films of poly(3-hexylthiphene) rrP3HT modified: (a) physically, through the mixing the rrP3HT with polymethylmethacrylate PMMA with different solvents and concentrations and (b) chemically, through the syntheses of new polymers based on polythiophene and polyselenophene rrP3HTCoSe 5 and 10 percent of Se. All the films produced were characterized by UV-Vis absorption, photoluminescence and infrared absorption measurements. For the rrP3HT:PMMA blends, from these spectra and using the Spano model were determined excitonic bandwidth values W(eV) and half width of the Gaussian distribution of site-energy disorder sigma (eV) showing that the conjugation length, order and crystallinity were improved in rrP3HT:PMMA blends. J-V and CELIV measurements showed that the simples diodes based in rrP3HT:PMMA 70:30 with different solvents showed the highest mobility (1.00x10 to negative 4 power to 5.55x10 to negative 4 power centimeter square/Vs), with an increase of up to 450 percent compared with the value of mobility of rrP3HT pure. Photovoltaic cells were fabricated to evaluated the performance of the blend 70:30 presenting a value conversion efficiency 6 times higher compared to devices based rrP3HT pure. On the other hand, the study of chemical modification showed high values of excitonic bandwidth for the rrP3HTCoSe polymers 5 and 10 percent, which means smaller conjugation lengths, order and crystallinity. The mobility values found in rrP3HTCoSe polymers 5 and 10 percent were lower with respect to rrP3HT pure, finding a direct relationship between Eg, the conjugation length and mobility of charge carriers.

[pt] Este trabalho teve como objetivo fabricar e caracterizar Transistores Orgânicos Emissores de Luz (OLETs, Organic light-Emitting Transistors). Os OLETs combinam em um único dispositivo a funcionalidade elétrica de um transistor de efeito de campo orgânico e a capacidade de geração de luz, representando uma nova classe de dispositivos orgânicos com alto potencial de inovação em aplicações, como sistemas ópticos de comunicação, tecnologia de displays avançada, lasers orgânicos, fontes de luz em nanoescala e optoeletrônica orgânica integrada. Portanto, esta tese possui um caráter pioneiro, tanto para grupo de pesquisa quanto para o país, uma vez que ocorre a junção dos conhecimentos e domínio adquiridos sobre OFETs e OLEDs. Efetivamente, este trabalho de doutorado consistiu na fabricação e caracterização sistemática de diversos dispositivos OLET utilizando variadas arquiteturas e diversos materiais, comerciais e não comerciais, como o NT4N, o P13 e uma bicamada de C8-BTBT com TcTa:Ir(ppy)3. Os dispositivos foram caracterizados através de medidas elétricas e óticas, obtendo-se as curvas características. Também foram determinados seus parâmetros e propriedades de funcionamento, com destaque para as mobilidades de carga e para as eficiências obtidas. Houve também o entendimento e a implementação de um tratamento térmico na camada dielétrica, sendo parte fundamental da fabricação dos dispositivos. Os dispositivos fabricados apresentaram diferentes graus de desempenho, com destaque para a arquitetura bicamada, por apresentar a maior potência luminosa (4 microwatt) e a maior eficiência (0,5 por cento), sendo suficientes para inserir os dispositivos fabricados na categoria de dispositivos orgânicos altamente eficientes. Tal fato demonstra que o domínio da fabricação e da caracterização desta nova classe de dispositivos foi alcançado. / [en] The aim of this work was to achieve the knowledge of the fabrication and the characterization of Organic Light Emitting Transistors, OLETs, considered as one of the innovative technologies nowadays. The OLETs combine in a single device the electrical functionality of an organic field-effect transistor (OFET) and the light-generating capability. They represent a promising new class of organic devices with high potential for innovation in applications such as communication systems, advanced display technology, organic lasers, nanoscale light sources and integrated organic optoelectronics. In some way, this thesis has a pioneer character, both for our research group and for the country, since it combines different knowledge and skills about OFETs and OLEDs to achieve a new device. Actually, this work involved the systematic manufacture and characterization of several OLETs using different architectures employing commercial and noncommercial materials, such NT4N, P13 and a bilayer of C8-BTBT with TcTa:Ir(ppy)3. The devices were then characterized by electrical and optical measurements. The working parameters and properties were determined as well, highlighting the charge carrier mobilities and efficiencies obtained. The understanding and the implementation of a specific heat treatment in the dielectric layer was a fundamental part of this work for the manufacture of the devices which have different degrees of performance. With emphasis on the bilayer architecture, that presented the highest luminous power (4 microwatt) and efficiency (0,5 percent), inserting the devices manufactured in the category of highly efficient organic devices. Such fact shows that the fabrication and characterization of this new class of devices has been achieved.