Esta tese de doutorado é resultado do estudo da fotocondutividade em materiais poliméricos, com particular enfoque em diodos poliméricos com camada ativa de derivados do poli (p-fenileno vinileno) (PPV): OC10-PPV, SY e MEH-PPV, em estrutura tipo sanduíche (ITO/polimérico/Metal) de camada única, utilizando eletrodos metálicos com diferentes funções trabalho depositados sobre o mesmo filme. Para isso, foi necessária a realização de todas as etapas de fabricação de dispositivos orgânicos, como descritas neste trabalho, para obter resultados com o máximo de reprodutibilidade, bem como o domínio das técnicas de caracterização. As propriedades ópticas dos filmes poliméricos foram analisadas através dos espetros de absorção e de fluorescência estacionária na região do visível. O comportamento fotocondutivo dos dispositivos foi realizado através de medidas de corrente-tensão (I-V) e da espectroscopia de fotocorrente no estado estacionário em regime dc sob incidência de luz com diferentes comprimentos de onda, ora através do ITO, ora através dos eletrodos metálicos semitransparente, para o dispositivo sob diferentes valores de tensões aplicadas. A variação desses parâmetros permitiu verificar como estes influenciam na fotogeração e no transporte de portadores de cargas e assim adaptar e aplicar um modelo teórico que levasse em consideração o campo elétrico aplicado para ajustar a fotocorrente obtida experimentalmente, obtendo informações sobre as propriedades de fotocondutividade dos materiais estudos. / This thesis is a study about photoconductivity in polymeric materials, in particular diodes with single-layer sandwich structure derivates of poly(para-phenylene vinylene) (PPV): OC10-PPV, SY and MEH-PPV. Different metallic electrodes were deposited on the same polymeric layer. Therefore, it was necessary to realize the devices fabrication process step by step as well to dominate the characterization techniques. The optical properties of polymeric film were analyzed through the absorption and emission spectrum in the visible region. The photoconductivity behavior was studied by dc current-voltage (I-V) and photocurrent action spectra through the absorption and emission spectrum in the visible region. The photoconductivity behavior was studied by dc current-voltage (I-V) and photocurrent action spectra through the both side of device under applied voltages. The variation of these parameters allowed verifying how are influencing in the charge carrier photo-generation and the charge transport and then to adapt and apply a theoretical model wich considers the electric field applied to fit the photocurrent action spectra of devices. The values of the parameters allow to survey important about photoconductivity properties of the materials

Orientador: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Marcelo Andres Fossey / Banca: Dante Luis Chinaglia / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo sobre as propriedades de foto-geração de portadores de carga e sua condução em dispositivos optoeletrônicos orgânicos construídos em estruturas de diodo tipo sanduíche - ITO/Polímero/Metal - sendo empregados como sua camada ativa dois polímeros orgânicos conjugados distintos, o poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene) ou MDMO-PPV, e o copolímero fenil substituído do poli(p-fenileno vinileno) conhecido como Super Yellow® ou SY-PPV. As características da foto-geração e de transporte de cargas dos dispositivos foram determinada através da análise de medidas de corrente-tensão (I-V) em regime d.c., e de espectroscopia de impedância/capacitância no regime da frequência (1Hz-1MHz). As propriedades elétricas dos dispositivos foram estudadas com os dispositivos iluminados em diferentes faixas de comprimentos de onda na região do visível, a diferentes intensidades, e comparadas com as propriedades dos dispositivos no escuro. Para iluminação através do eletrodo transparente (ITO), tanto um efeito fotovoltaico quanto fotocondutivo foram claramente observados. Em particular, o efeito da foto-geração no espectro de capacitância em função da frequência foi estudado em maiores detalhes. Um modelo semiempírico, levando em conta as distribuições de cargas espaciais devidas à foto-geração de portadores de carga e propriedades de transporte como, por exemplo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation presents a study on the properties of photo-generation and conduction of charge carriers in organic optoelectronic devices built in sandwich diode structures - ITO/Polymer/Metal - with the active layer comprised by two different organic conjugated polymers: poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene) MDMO-PPV, and a phenyl-substituted copolymer of poly(p-phenylene vinylene) known as Super Yellow®, SY-PPV. The photo-generation and charge transport properties have been determined from the analysis of current-voltage (I-V) measurements in the d.c. regime and impedance/capacitance spectroscopy in the regime of frequency (1Hz-1MHz). The electrical properties of the devices were studied with the devices under illumination, in different ranges of wavelength in the visible region, at different intensities and compared with the properties of devices in the dark. By illuminating the devices through the transparent electrode (ITO), both photovoltaic and photoconductive effects were clearly observed. Particularly, the photo-generation effect in the frequency-dependent capacitance spectrum was studied in detail. A semiempirical model taking into account the spatial distribution of charges due the photo-generation and material properties... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Frederico e Oliveira Graeff / Banca: Fernando Sato / Banca: Claudio José Magon / Banca: Julio Ricardo Sambrano / Banca: Alexys Bruno Alfonso / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Compostos orgânicos configuram atualmente materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrõnicos flexíveis e de baixo custo relativo. Devido a isso, um número crescente de trabalhos experimentais e teóricos vem sendo desenvolvido, visando avaliar suas promissoras propriedades opto-eletrônicas. Na presente tese são descritos os resultados de uma série de estudos teóricos acerca de quatro temas desenvolvidos no Laboratório de novos materiais e dispositivos (FC - UNESP/Bauru), relacionados a propriedades espectroscópicas e estruturais de materiais orgânicos: i) estudo da alteração cromática induzida por raios gama em soluções de polímeros orgânicos para aplicações dosimétricas; ii) obtenção de parâmetros do Hamiltoniano de spin através de cálculos estrutura eletrônica para a interpretação de espectros de ressonância paramagnética eletrônica (RPE); iii) análise de propriedades estruturais de melaninas sintéticas; e iv) simulação e modelagem de espectros de ressonância magnética eletrônica detectada eletricamente (RMDE). Com relação ao primeiro item, cálculos de estrutura eletrônica foram empregados a fim de avaliar características estruturais, ópticas e associadas à reatividade de diferentes estruturas poliméricas, cujas propriedades dosimétricas têm sido reportadas. Os resultados obtidos permitem compreender as diferentes respostas induzidas pela radiação Υ em cada sistema, e reforçam a hipótese de que estpécies advindas da radiólise do solvente são responsáveis pelo efeito. Através da análise de características estruturais e de reatividade dos polímeros foi possível também estimar quais características seriam interessantes a fim de obter sistemas mais sensíveis. No segundo item, cálculos de estrutura eletrônica foram empregados ao estudo de parâmetros de RPE, como fator g e constantes hiperfinas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays, organic compounds define quite interesting materials for the production of flexible and low cost devices. In this sense, there is an increasing number of both theoretical and experimental papers reporting their promising optical and electronic properties. Here we present the results of a series of theoretical studies regarding four distinct subjects developed at the "Laboratório de novos materiais e dispositivos" (FC-UNESP/Bauru) associated to optical and electronic properties of organic materials: i)study of color change induced by gamma rays in polymers solutions for dosimetric applications; ii) determination of spin Hamiltonian parameters by electronic structure calculations for the interpretation of electron paramagnetic resonance (EPR) spectra; iii) study of structural properties of synthetic melanins, and iv) modeling and simulation of electrically detected magnetic resonance spectra (EDMR). Regarding the first item, electronic structure calculations were employed in order to evaluate structural optical reactivity features of different polymeric structures, whose dosimetric properties have been reported. The results allow us to better understand the distinct optical changes induced by y radiation in each system, and reinforce the hypothesis that species arising from the solvent radiolysis are responsible for the effect. In addition, based on reacitivity and structural features analysis some characteristics of promising materials for dosimetric aplications were proposed. In the second item, electronic structre calculations were employed to evaluate EPR parameters, as g factor and hyperfine constants, of melanin's sub-structures and iridium complexes. In the study of melanins, spectroscopic parameters were evaluated for anionic, cationic and free radical species for distinct redox forms of this compound... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

El fenómeno espectroscópico, y frecuentemente visual, del apagado luminiscente de especies químicas y biológicas inducido por analitos se ha convertido en un método cualitativo y cuantitativo de gran aplicación para su detección y/o cuantificación. Por ello se han estudiado gran cantidad de moléculas orgánicas luminóforas y polímeros conjugados luminiscentes como sondas químicas y químico-biológicas en solución, las cuales son inherentemente hidrofóbicas. En realidad, la mayoría de los analitos existen en sistemas acuosos. Consecuentemente, se está trabajando intensamente en el desarrollo de películas luminiscentes con distintos tipos de materiales funcionales para poder superar los inconvenientes de las sondas luminiscentes en solución acuosa. Este estudio se focalizó en la detección de compuestos aromáticos nitrados (NACs), que son los analitos relevantes en problemas ambientales e investigación forense, en medio acuoso mediante películas de polímeros segmentados conjugados (PCS). Cabe agregar que las exposiciones breves o prolongadas de compuestos nitroaromáticos producen anemia, cáncer, funcionamiento hepático anormal, desarrollo de cataratas e irritación de la piel, etc. En principio, distintos polímeros fluorescentes se sintetizaron y se caracterizaron estructuralmente. Asimismo, se estudiaron sus propiedades térmicas, ópticas y de procesabilidad. Posteriormente se estudió la capacidad de sus películas para detectar distintos NACs en medio acuoso. El objetivo inicial fue analizar el papel de la microestructura polimérica en la capacidad quimiosensora de películas. Para ello se utilizaron tres configuraciones estructurales: • Serie 1. PCSs con conectores isopropilideno y cromóforos extendidos del tipo de los diestirilnaftalenos unidos por sus posiciones meta que poseen gran libertad conformacional. • Serie 2. PCSs con conectores isopropilideno y cromóforos cortos como el bifenilo y el terfenilo unidos por sus posiciones para que poseen menor libertad conformacional que los unidos por sus posiciones meta. • Serie 3. PCSs con conectores espiro rígidos, con una flexibilidad conformacional muy restringida y que introducen ángulos más agudos en la microestructura polímerica, con unidades fluorescentes cuaterfenileno y fluoreno. Los resultados mostraron que las películas de estos polímeros electrón donores exhiben muy buenas habilidades como sensores de los NACs electrón aceptores en el rango submicromolar y micromolar. Pero el análisis de los resultados del apagado de películas de los tres sistemas estudiados por mono, di y trinitrofenoles y mono, di y trinitrotoluenos indica que no es posible relacionar la eficiencia en el apagado con parámetros electrónicos (carácter dador de electrones) o estéricos (tamaño molecular) ya sea de los apagadores o de los polímeros. De manera general se observó que los PCS son más sensibles al acido pícrico (AcP) que al TNT. Esta mayor sensibilidad se asigna a contribuciones adicionales al apagado por el efecto de filtro interno que es particularmente importante con AcP. Del conjunto de variables que define la respuesta de las películas frente a NACs, el espesor de la película y la morfología son elementos que se han discutido previamente en la literatura y que se constataron nuevamente en este estudio. Se observó un aumento de sensibilidad al disminuir el espesor de la película y en algunos de los polímeros con los valores de transición vítrea más bajos. Cabe destacar que las expectativas de aumentar la sensibilidad en base a consideraciones de carácter estructural no se cumplieron totalmente, aunque, por ejemplo, los polímeros con grupos conectores espiro son más eficientes en el apagado de la fluorescencia por TNT que los que poseen conectores isopropilideno. Sin embargo, a todo esto, hay que agregar la contribución de apagado por IFE que puede modificar sustancialmente la respuesta, y que depende de otras variables como son las longitudes de onda empleadas en la detección. Los resultados aquí obtenidos sugieren que la estructura y propiedades intrínsecas de los fluoróforos y la microestructura polimérica no son definitorias en sí mismas, sino en la medida que contribuyen a modificar los factores antes mencionados, morfología e IFE. / The spectroscopic, and frequently visual, phenomenon of the luminescent quenching of chemical and biological species induced by analytes has become a qualitative and quantitative method of great application for its detection and / or quantification. For this reason, a large number of luminophores and luminescent organic conjugated polymers have been studied as chemical and chemical-biological probes in solution, which are inherently hydrophobic. Actually, most analytes exist in aqueous systems. Consequently, intense work is being done on the development of luminescent films with different types of functional materials in order to overcome the disadvantages of the luminescent probes in aqueous solution. This study focused on the detection of nitroaromatic compounds (NACs), which are relevant analytes in environmental problems and forensic investigation, in aqueous medium by means of conjugated segmented polymer (PCS) films. It should be added that brief or prolonged exposures of nitroaromatic compounds produce anemia, cancer, abnormal liver function, development of cataracts and skin irritation, etc. In principle, different fluorescent polymers were synthesized and structurally characterized. Likewise, its thermal, optical and processability properties were studied. Subsequently the ability of their films to detect different NACs in aqueous medium was studied. The initial objective was to analyze the role of polymeric microstructure in the chemosensory capacity of films. For this, three microstructural configurations were used • Series 1. PCSs, with isopropylidene connectors and extended chromophores of the type of the diastyrilnaphthalenes linked by their meta positions, that have great conformational freedom • Series 2. PCSs, with isopropylidene and short chromophores such as biphenyl and terphenyl linked by their para positions, that have less conformational freedom than those linked by their meta positions. • Series 3. PCS with rigid spiro connectors, which have very restricted conformational flexibility and introduce more acute angles in the polymeric microstructure, with the fluorescent units quaterphenylene and fluorene. The results showed that the films of these electron donating polymers exhibit very good abilities as sensors of the electon accepting NACs in the submicromolar and micromolar range. But, the analysis of the results of the quenching of the three systems studied by mono, di and trinitrophenols and mono, di and trinitrotoluenes indicates that it is not possible to relate the efficiency in the quenching with electronic parameters (electron donor character) or sterics (molecular size) either from the quenchers or from the polymers. In general, it was observed that PCS are more sensitive to picric acid (AcP) than to TNT. This increased sensitivity was assigned to additional contributions to the quenching by internal filter effects which are particularly important with AcP. From the set of variables that define the response of films to NACs, film thickness and morphology are elements that have been previously discussed in the literature and that were found again in this study. Thus, an increase in sensitivity was observed by decreasing the film thickness and in some of the polymers with the lower glass transition values. It should be noted that the expectations of increasing sensitivity based on considerations of structural nature were not fully met, although, for example, polymers with spiro connecting groups are more efficient in quenching fluorescence by TNT than those with isopropylidene linkers. However, to all this we must add the contribution to quenching by IFE that can substantially modify the response, and that depends on other variables such as the wavelengths used in the detection. The results obtained here suggest that the structure and intrinsic properties of fluorophores and polymeric microstructure are not definitive by themselves, but to the extent that they contribute to modify the aforementioned factors, morphology and IFE.

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A aula está fundamentada nas teorias da aprendizagem significativa e no uso das tecnologias de informação e comunicação com o intuito de introduzir o tópico de forma mais dinâmica. Através da aplicação de um roteiro para o estudante, revisamos o conteúdo de formação de imagens em uma lente convergente utilizando o banco óptico virtual do aplicativo PhET para conectar o novo conteúdo com elementos já conhecidos pelos estudantes, ou seja, os chamados subsunsores. Na etapa seguinte, os alunos usam o software gratuito GeoGebra ou o papel milimetrado juntamente com os pontos obtidos no PhET e, desta forma, constroem a relação que leva a equação dos pontos conjugados de Gauss através do método gráfico das coordenadas. Como uma etapa complementar, um questionário é utilizado para que o aluno possa demonstrar se o conteúdo foi assimilado através desta atividade. Além disso, o relato das atividades realizadas e o depoimento de um professor mostraram o entusiasmo dos alunos assim como o interesse em utilizar as ferramentas disponibilizadas para concluir o trabalho proposto. Portanto, é possível concluir que o trabalho descrito nesta dissertação não só auxiliou na introdução do tópico, mas também levou a uma melhoria na inserção do na inserção do assunto em sala de aula. / This dissertation presents an educational product that aims to apply the graphical method of coordinates created by Professor of Physics Pierre Henri Lucie in a high school class upon spherical thin lenses as an alternative to the geometrical method used to obtain the equation of conjugate points. The class is based on the theories of meaningful learning and the use of information and communication technologies in order to introduce the topic in a dynamic way. By applying a class script for the student, we reviewed the content of image formation for a converging lens by using the virtual optical bench of the PhET application to connect the new content with elements already known by the students, i.e., the so-called subsunsores. At the next stage, the students use the free software, known as GeoGebra, or the graph paper with the points obtained in the PhET in order to get a relation that leads to the equation of conjugate points of Gauss by applying the graphical method of coordinates. As a complementary step, a questionnaire is used to confirm that the content was assimilated by the students through this activity. Furthermore, activity’s report and the testimony of a teacher showed the students' enthusiasm as well as the interest in using the tools available to complete the proposed assignment. Therefore, it is possible to conclude that the work described in this thesis not only improved the introduction of the topic, but also led to an improvement of the subject insertion in the classroom.

Neste trabalho, o método de Monte Carlo e a resolução da Equação Mestra foram utilizados para simular o processo de difusão espectral da excitação em um sistema polimérico emissor de luz. A metodologia utilizada incorpora a relaxação energética intramolecular, a migração de energia incoerente entre segmentos conjugados e o processo final radiativo (luminescência). O principal objetivo é comparar os resultados da simulação e de experimentos envolvendo medidas de absorção, de excitação óptica e de luminescência realizadas no IFSC ao longo dos últimos anos ou provenientes da literatura especializada. Além disso, a simulação pretende elucidar a natureza dos processos fotofísicos em semicondutores orgânicos e testar a validade de teorias analíticas existentes, o que é essencial para a aplicação dessa classe de materiais como dispositivos no futuro. Especial atenção é dada na análise do comportamento temporal da difusão espectral em sistemas homogêneos em que o acoplamento dipolar na transferência de energia é realizado entre uma matriz de segmentos conjugados distribuídas aleatoriamente. A temperatura foi incorporada ao modelo. A comparação dos resultados da simulação com os resultados experimentais permitiu comprovar a validade do modelo proposto, do programa utilizado e entender melhor características de parâmetros não conhecidos em polímeros conjugados, como a influência da forma da distribuição energética dos estados eletrônicos e a distribuição e da temperatura no processo de migração do éxciton. Foi possível reproduzir com sucesso os espectros de luminescência e de absorção em polímeros conjugados descritos na literatura. Além disso, a simulação permitiu explicar resultados relacionados a sistemas poliméricos homogêneos anisotrópicos como polímeros estirados por uma tensão mecânica e materiais não homogêneos híbridos contendo polímero conjugado emissor de luz e nanopartículas. A maior contribuição foi o entendimento do efeito da temperatura nas propriedades de emissão como deslocamento espectral e alargamento homogêneo. Efeitos anômalos, como o deslocamento da emissão com a temperatura e o alcance da difusão com o tempo, foram explicados em termos da termalização do estado excitado e frustração da migração. Por fim, foi possível estudar os processos fotofísicos envolvidos em heteroestruturas orgânicas contendo gradiente energético que permitem o controle da migração direcional do éxciton e suas propriedades de emissão a partir dos processos de transferência de energia tipo Förster (dipolo-dipolo). O controle sobre os processos fotofísicos do polímero luminescente foi realizado através da alteração tanto da orientação como do tamanho de conjugação do material de polimérico. / In the present work, the Monte Carlo method and the direct numerical integration of the Master Equation were employed to simulate the excitation spectral diffusion process in light emitting polymeric systems. The methodology employed a competition among the internal intra-molecular relaxation, the inter-molecular incoherent energy transfer via Förster mechanism and the final process that may be a radiative emission or a non radiative relaxation through a suppression center. This works main objective is to compare the simulation results with the experiments of absorption, optical excitation and luminescence carried out in our group, throughout the last years or from the specialized literature. Moreover, the simulation intends to elucidate the nature of the photophysical processes in organic semiconductors and to test the validity of existing theories, what is essential for the application of this class of materials to devices in the future. Special attention is given to the analysis of the time dependence and the effect of temperature in homogenous systems, where the energy transfer and spectral diffusion were carried out through a matrix of randomly distributed conjugated segments coupled by dipole interaction. The comparison of the simulation results with the experimental ones allowed to prove the validity of the model, the computational program and to better understand characteristic of parameters for conjugated polymers which are still studied. Different energy distributions of electronic states, molecular position and orientation are used in order to simulate molecular configurations obtained by various sample preparation methodologies. With the simulation, it was possible to reproduce with success the experimental luminescence and absorption spectra in polymers conjugated described in literature. Besides, the simulation allowed to explain the exciton migration and properties related to temperature, such as the red shift and broadening of the spectral lines of conjugated polymer emission. The non exponential characteristics of the emissions time resolved intensity curves have been reproduced. The simulation was used to understand effects of temperature on the spectral diffusion as well. Anomalies related to spectral shift emission spectra with temperature and the mean diffusion length with time were explained with the thermalization and frustration of the migration at sufficiently low temperatures and at long relaxation times. Finally, it was possible to study the photophysical processes present in organic heterostructures having energy gradient, as well as the control of the properties of emission via changing the Förster type energy transfer processes between emitting polymers. The control over the photophysical process of the luminescent polymer was accomplished by changing both orientation and mean conjugation length of the polymer material.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioSantanaSantos.pdf: 4363488 bytes, checksum: 41a5d6b8fb73b9234813c167b1c4d075 (MD5) Previous issue date: 2013-10-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we sought to develop a methodology for the preparation of composite conductive polymer metal oxides for application in photovoltaic devices. The goal is the preparation of in-situ deposition of polymer and TiO2 oxide, in a single step by Electrochemical Synthesis of the substrates with architecture specially prepared for this. This study was divided into three stages, initially prepared molecules that give may give rise to monomers precursors of conjugated polymers derived from poly-p-phenylenevinylene PPV and polythiophene, groups attached to the aromatic ring of the polymer chain, the type (-O-(CH2) xCH3, X = 9 or 4), and the CN group. We conducted theoretical based on the DFT method (Density Functional Theory) and experimental studies of bromination reactions by different routes, using CCl4 as a solvent, AcOMe and aqueous HBr/KBr. We carried out the preparation of ZnO nanoparticles by hydrothermal route. In a second step was conducted in the preparation of a copolymer (DCN-PPV/PPV) to evaluate the effect of the CN group in the structure. Studies electrochemical synthesis of polymers and copolymers composite polymer/nanoparticulate (TiO2) and (ZnO) oxide in order to create a form of application and the construction of a prototype of a photovoltaic device. We tested two electrochemical systems a compound of acetonitrile (ACN) tetrafluoroborate tetrabutylammonium (TBABF4) for synthesis of polyfluorene (PF) and polybenzofluorene (PBF), we tested for this through the addition of (TiO2) and (ZnO). We also evaluated the electrochemical synthesis of polymer poly-p-phenylene (PPP), polythiophene (PT) and between them copolymer (PPP/PT) in the middle of boron trifluoride diethyl etherate (BFEE), this system is realized The addition of 1% distilled water. Finally, we performed a preliminary study on the application of composites PF and TiO2, MB-PPV and TiO2, synthesized electrochemically in photovoltaic devices made in accordance with the structure (anode/polymer pure or composite/cathode); also being investigated nanolayers influence of the metal insert (NCM) nanolayers in the case of gold, the structure of the device (anode/NCM/ polymer pure or composite/cathode). / Neste trabalho, buscou-se desenvolver uma metodologia para preparação de compósitos polímeros conjugados/óxidos metálicos para aplicação em dispositivos fotovoltaicos. O objetivo foi a preparação in-situ dos polímeros e deposição dos óxido de TiO2, através da síntese eletroquímica sobre os substratos com arquitetura especialmente preparadas para isso. O trabalho foi dividido em três etapas, inicialmente preparou-se moléculas que possam dar origem a monômeros precursores de polímeros conjugados, derivados do poli-p-fenilenovinileno PPV e do politiofeno com os grupos ligados ao anel aromático da cadeia polimérica, do tipo (-O-(CH2)xCH3, X=9 ou 4), e o grupo CN. Foram feitos estudos teóricos baseados em DFT (teoria do funcional de densidade), e experimentais de reações de bromação por diferentes rotas, utilizando como solvente o CCl4, AcOMe e solução aquosa de HBr/KBr. As nanopartículas de ZnO foram sintetizadas pela rota hidrotermal. Em uma segunda etapa foi realizada a preparação de um copolímero (DCN-PPV/PPV) para avaliar o efeito do grupo CN na estrutura. Estudos de síntese eletroquímica de polímeros, copolímeros e compósitos polímero/nanoparticulas de óxido de TiO2 e ZnO, também foram realizados, com o intuito de criar uma forma de aplicação destes na construção de um protótipo de dispositivo fotovoltaico. Foram testados dois sistemas eletroquímicos, um composto por acetonitrila (ACN) e tetrafluoroborato de tetrabutilamonio (TBABF4), para síntese do polifluoreno (PF) e o polibenzofluoreno (PBF), e testou-se para este meio a adição de nanopartículas de oxido de titânio TiO2 e de zinco ZnO. Avaliou-se também a síntese eletroquímica dos polímeros poli-p-fenileno (PPP), politiofeno (PT) e o copolímero entre eles (PPP/PT) em meio de trifluoreto de boro dietil eterato (BFEE). Por fim, foi feito um estudo preliminar sobre a aplicação dos compósitos PF/TiO2 e MB-PPV/TiO2, sintetizados eletroquimicamente em dispositivos fotovoltaicos confeccionados de acordo com a estrutura (ânodo/polímero puro ou compósito/Cátodo); sendo também investigada a influência da inserção de nanocamadas metálicas de ouro (NCM), na estrutura do dispositivo (ânodo/NCM/polímero ou compósito/cátodo).

[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.

O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de estudar a utilização do método de ensaio não destrutivo de ultrassom para inspecionar e caracterizar materiais compósitos. Os objetivos principais da pesquisa foram medir a espessura, encontrar e dimensionar delaminações em reparo de material compósito laminado para tubulações e medir a velocidade do som no concreto para o cálculo do módulo de elasticidade. Inicialmente foram estudados os parâmetros físicos relevantes inerentes a cada material para o método de ultrassom, para então estabelecer uma metodologia de inspeção. A técnica de pulso-eco foi capaz de encontrar as descontinuidades no compósito laminado. Para a determinação do módulo de elasticidade do concreto, a técnica de transmissão foi utilizada obtendo-se resultados satisfatórios. / This work was developed with the intention of using the non-destructive testing method of ultrasound to inspect and characterize composite materials. The main objectives of the research were to find and size delaminations in laminated composite material for pipeline repair and to measure sound speed in concrete in order to determine its elastic modulus. Initially, the relevant physical parameters inherent to each material were studied regarding ultrasound so to establish a testing methodology. The pulse-eco technique was used to find discontinuities in laminated composite. To determine the elastic modulus of concrete, the through transmission technique was used with satisfactory results.

O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de estudar a utilização do método de ensaio não destrutivo de ultrassom para inspecionar e caracterizar materiais compósitos. Os objetivos principais da pesquisa foram medir a espessura, encontrar e dimensionar delaminações em reparo de material compósito laminado para tubulações e medir a velocidade do som no concreto para o cálculo do módulo de elasticidade. Inicialmente foram estudados os parâmetros físicos relevantes inerentes a cada material para o método de ultrassom, para então estabelecer uma metodologia de inspeção. A técnica de pulso-eco foi capaz de encontrar as descontinuidades no compósito laminado. Para a determinação do módulo de elasticidade do concreto, a técnica de transmissão foi utilizada obtendo-se resultados satisfatórios. / This work was developed with the intention of using the non-destructive testing method of ultrasound to inspect and characterize composite materials. The main objectives of the research were to find and size delaminations in laminated composite material for pipeline repair and to measure sound speed in concrete in order to determine its elastic modulus. Initially, the relevant physical parameters inherent to each material were studied regarding ultrasound so to establish a testing methodology. The pulse-eco technique was used to find discontinuities in laminated composite. To determine the elastic modulus of concrete, the through transmission technique was used with satisfactory results.