[pt] O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos espectroanalíticos capazes de determinar indiretamente analitos de interesse biológico e farmacológico que possuem fraca atividade óptica no UV-vis (no caso, captopril, histamina e sulfato de canamicina). Embora muitos métodos para quantificar esses analitos estejam reportados, muitos dependem da derivatização química do analito, procedimento considerado complexo e trabalhoso para fazer tais analitos absorverem e emitirem no UV-vis. Por isso, a proposta de uso de pontos quânticos fotoluminescentes é interessante, pois permitem, em condições ajustadas, respostas analíticas que proporcionam a determinação indireta dos analitos de interesse em concentrações da ordem de até 10-8 mol L-1. A determinação do captopril foi proposta utilizando pontos quânticos de grafeno aminofuncionalizados com uso de glutationa (GQDs-amino). O captopril induziu a supressão e o deslocamento espectral (para o vermelho) da fotoluminescência da dispersão aquosa dos GQDs-amino. Por outro lado, quando Fe3+ foi usado como um mediador que gera uma supressão da fotoluminescência da dispersão de GQDs-amino, a adição de captopril restabelece a fotoluminescência original dos pontos quânticos. Em condições experimentais ajustadas, a magnitude da supressão ou de deslocamento espectral da fotoluminescência dos GQDs-amino pode ser relacionada com a concentração de captopril. Em ambos os casos, a resposta linearizada abrangeu três ordens de grandeza (10-6 a 10-4 mol L-1). Em contrapartida, a abordagem de restauração do sinal da sonda, previamente suprimida com Fe3+, também se mostrou útil do ponto de vista analítico. As abordagens propostas foram testadas com a determinação de captopril em amostras simuladas e em formulações farmacêuticas comerciais. O deslocamento 10 espectral a partir da sonda GQDs-amino e ativação/desativação da fotoluminescência utilizando GQDs-amino-Fe3+ resultou em recuperações satisfatórias, mostrando o potencial de detecção quantitativo do método. No estudo com a histamina, avaliou-se o comportamento fotoluminescente da dispersão aquosa de GQDs-amino na presença de histamina com interação mediada por diferentes íons metálicos. Os resultados revelaram que uma interação mais forte e seletiva existia na presença de Eu3+, Fe3+ e Cu2+. A sensibilidade das curvas de supressão de fotoluminescência normalizada (Ks) indicou uma interação dez vezes mais forte da histamina com a superfície dos GQDs na presença de Fe3+. A resposta linear observada nos GQDs-amino-Fe3+ (luminescência medida a 345/435 nm) abrangeu a concentração de histamina de 4,3 × 10-7 mol L-1 (limite de quantificação) até 3,2 × 10-5 mol L-1. A dispersão de GQDs-amino-Fe3+ foi usada como sonda na análise de amostras de atum após extração do analito em cartucho fase sólida catiônica. Os resultados analíticos foram estatisticamente semelhantes aos obtidos com um método baseado na cromatografia líquida com detecção fluorimétrica (após derivatização química da histamina). A determinação do sulfato de canamicina foi feita medindoo efeito que ela exerce sobre a fotoluminescência dos GQDs-amino associados às nanopartículas de ouro (AuNPs), que foram produzidas pela redução de AuCl4 com NaBH4 em uma dispersão aquosa de GQDs-amino (obtido pela pirólise de ácido cítrico e glutationa) contendo também o agente tensoativo catiônico CTAB. O sistema AuNPs-GQDs-amino-CTAB apresentou fotoluminescência suprimida, que foi amplificada na presença de canamicina. Sob condições experimentais ajustadas, a ampliação da fotoluminescência do nanomaterial em função da concentração de analito se mostrou linear e abrangeu três ordens de grandeza (10-7 a 10-5 mol L-1). O uso de extração em fase sólida com um cartucho empacotado com um polímero molecularmente impresso (seletivo para aminoglicosídeos) assegurou a seletividade nas determinações de sulfato de canamicina feitas em vacina da febre amarela e em formula� / [en] The objective of the present work was the development of spectroanalytical methods capable of indirectly determining analytes of biological and pharmacological interest that present inherent weak optical activity in UV-vis (in this case, captopril, histamine and kanamycin sulfate). Although many methods to quantify these analytes are reported, many of these depend on chemical derivatization, a procedure considered complex and laborious to promote UV-vis absorption and luminescence. Therefore, the proposed use of photoluminescent quantum dots is interesting since they allow, under adjusted conditions, analytical responses that allow the indirect determination of the analytes of interest in concentrations of the order of down to 10-8 mol L-1. The determination of captopril was proposed using graphene quantum dots aminofunctionalized using glutathione as a precursor (GQDs-amino). Captopril induced photoluminescence suppression and spectral red-shift from the aqueous dispersion of GQDs-amino. In contrast, when Fe3+ is used as a mediator, it generates a suppression of the photoluminescence of the GQD-amino dispersion and the addition of captopril restored the original photoluminescence of the quantum dots. In adjusted experimental conditions, photoluminescence suppression of the GQDs-amino, as a function of the captopril concentration, can be related both to the magnitude of the suppression and to the spectral shift. In both cases, the linearized response covered three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). In contrast, the probe signal restoration of the previously Fe3+ suppressed photoluminescent GQDs, also proved to be analytically useful. The proposed approaches were tested by the determination of captopril in simulated samples and in commercial pharmaceutical formulations. Spectral shift from the GQDs-amino probe and the photoluminescence on/off approach (using GQDs-amino-Fe3+ probe) resulted in satisfactory recoveries, showing the quantitative capability of the method. In the work concerning histamine, the photoluminescent behavior of the aqueous dispersion of GQDs-amino in the presence of this amino acid was studied in function of different interaction mediators (metal ions). The results revealed that strong and selective interaction existed in the presence of Eu3+, Fe3+ and Cu2+. The sensitivity of normalized photoluminescence (Ks) suppression curves indicated a ten-fold stronger interaction of histamine with the surface of GQDs in the presence of Fe3+. The linear response observed in the GQDs-amino-Fe3+ (luminescence measured at 345/435 nm) covered the histamine concentration of 4.3 × 10-7 mol L-1 (quantification limit) to 3.2 × 10-5 mol L-1. The GQDs-amino-Fe3+ was applied as a probe in the analysis of tuna fish samples after solid phase extraction (SPE) of the analyte using a cationic solid phase. The analytical results were statistically similar to those obtained with a method based on liquid chromatography with fluorimetric detection (after chemical derivatization of histamine). The determination of kanamycin sulfate was made by measuring the effect it exerts on the photoluminescence of gold nanoparticles (AuNPs) associated GQDs, that were produced by the reduction of AuCl4 with NaBH4 in an aqueous dispersion of GQDs-amino (obtained by pyrolysis of citric acid and glutathione) also containing the cationic surfactant CTAB. The AuNPs-GQDs-amino-CTAB system showed a suppressed photoluminescence, which was amplified in the presence of kanamycin. Under adjusted experimental conditions, the magnification of the photoluminescence of the nanomaterial as a function of the analyte concentration was linear and covered three orders of magnitude (10-7 to 10-5 mol L-1). The use of solid phase extraction with a cartridge packed with a molecularly imprinted polymer (selective for aminoglycosides) ensured selectivity in the determinations made in yellow fever vaccine and in veterinary pharmaceutical formulations. The analytical results were statistically similar to those obtained with an HPLC based method with fluorimetri

[pt] As nanopartículas semicondutoras (pontos quânticos ou QDs), na forma de dispersões coloidais aquosas, foram usadas como sondas para determinação indireta de flavonóides. As características especiais desses materiais, decorrente do efeito de confinamento quântico alcançado nas estruturas cujas dimensões são da ordem de poucos nm de diâmetro, resultam em propriedades fotofisicas únicas que podem ser alteradas pelo ajuste do tamanho e/ou na modificação da superfície destes nanocristais. Uma vez que os flavonóides não fluorescem naturalmente, nanopartículas de CdS modificadas com ácido 2-mercaptopropiônico (sonda dos QDs de 2MPA-CdS) e de CdTe modificadas com ácido 3-mercaptopropiônico (sonda dos QDs de 3MPA-CdTe) foram sintetizadas em fase aquosa coloidal e usadas para a determinação indireta de rutina (RUT) e de quercetina (QUE) por meio de medição de decréscimo da fotoluminescência das sondas. A utilização dos QDs como sensores na quantificação destes compostos permitiu a realização de medições fotoluminescentes rápidas e simples, sem a necessidade do uso de complexos procedimentos de derivatização química, usulamente indicados para estes casos. Verificou-se, através do modelo de Stern-Volmer, que o sinal fotoluminescente dos QDs de 2MPA-CdS é atenuado pela presença de RUT, e esta supressão de sinal foi proporcional à concentração de analito na dispersões coloidas (faixa de resposta linear entre 0,5 e 4,0 x 10-5 mol L-1), com limite de detecção (LD) de 1,2 x 10-6 mol L-1. Observou-se também que a supressão de sinal fotoluminescente foi uma combinação da contribuição do efeito filtro (devido à absorção de parcial de radiação pelo analito no comprimento de onda de excitação) e de supressão estática (proveniente da ligação e troca de energia entre analito e QDs). A abordagem foi usada na determinação seletiva de RUT em formulação farmacêutica e em amostras simuladas contendo RUT e QUE ou em saliva fortificada com RUT, nesses dois últimos casos foi associando um método a uma separação prévia de componentes por cromatografia de camada fina. A seletividade em relação a outros flavonóides também foi avaliada. A sonda de 3MPA-CdTe QDs foi usada para a determinação de QUE tanto na dispersão original quanto na dispersão organizada por surfactente (brometo de cetiltrimetilamônio ou CTAB). A QUE foi quantificada em meio não organizado e o método aplicado na análise de suplemento contendo QUE e ácido ascórbico e na análise de extratos de cebolas roxa e amarela. A técnica de cromatografia de camada fina foi utilizada com o intuito de separar a QUE de interferentes presentes na cebola. O modelo de Stern-Volmer foi utilizado para estabelecer uma relação linear entre a fotoluminescência medida na dispersão dos QDs e a quantidade de QUE adicioanda na dispersão. A curva analítica cobriu a faixa de concentrações de QUE entre 0,5 a 6,0 x 10-5 mol L-1 com LD de 0,5 x 10-5 mol L-1. Estudos realizados indicaram que a natureza do quenching formado é estático. Finalmente, um estudo sistemático da interação entre diversos flavonóides e o QDs de 3MPA-CdTe foi estudado de modo a se estabelecer a função do surfactante CTAB no processo de interação entre sonda e supressor. Verificou-se maior estabilidade de sinal da sonda neste meio, e interaçōes analito-QDs distintas daquelas obtidas na ausência do surfactante. / [en] The semiconductor nanoparticles (quantum dots or QDs), in the form of aqueous colloidal dispersions, were used as probes for the indirect determination of flavonoids. The special characteristics of these materials, due to the quantum confinement effect achieved in structures whose dimensions are of the order of a few nm, in diameter, result in unique photophysical properties that can be changed by adjusting the size and/or by surface modification of these nanocrystals. Since flavonoids do not present natural fluorescence, CdS nanoparticles modified with 2-mercaptopropionic acid (2MPA-CdS QDs probe) and CdTe modified with 3-mercaptopropionic acid (3MPA-CdTe QDs probe) have been synthesized in colloidal aqueous phase and used for indirect determination of rutin (RUT) and quercetin (QUE) by measuring the photoluminescence decreasing from the probes. The use of QDs as probes for the quantification of these compounds has allowed the quick and simple photoluminescence measurements without the need for complex chemical derivatization procedures, usually indicated in these cases. It was found, through the Stern-Volmer model, that the photoluminescence of the 2MPA-CdS QDs is attenuated by the presence of RUT, and such a signal suppression was proportional to the concentration of analyte in colloidal dispersion (linear response range between 0,5 to 4.0 x 10-5 mol L-1), with limit of detection (LOD) of 1.2 x 10-6 mol L-1. It was also observed that photoluminescence suppression was a combination of the contribution of inner filter effect (due to partial radiation absorption by the analyte at the wavelength of excitation) and static supression (from the binding and energy exchange between analyte and QDs). The method was used to the selective determination of RUT in pharmaceutical formulation and in simulated samples containing QUE/RUT and/or saliva fortified with RUT. For these former two samples, thin layer chromatography was used to establish prior separation of components. The selectivity towards other flavonoids was also evaluated. The 3MPA-CdTe QDs probe was used to determine QUE in original dispersion and in dispersion containing surfactant (cetyltrimethylammonium bromide or CTAB). QUE was quantified in a non-organized environment (without surfactant) and the method was applied for the analysis in supplement containing QUE and ascorbic acid and for the analysis of purple and yellow onions. Thin layer chromatography was used in order to separate interfering present in onions. The Stern-Volmer model was used to establish a linear relationship between the photoluminescence measurement of the QDs dispersion and the amount of QUE added into the dispersion. The analytical curve covered the range of concentrations between 0.5 to 6.0 x 10-5 mol L-1 of QUE with LD 0.5 x 10-5 mol L-1. Studies indicate that the nature of formed quenching is static. Finally, a systematic study of the interaction between various flavonoids and CdTe-3MPA QDs was studied in order to establish the CTAB surfactant function in the interaction between probe and quencher. It was observed more signal stability of the probe in this medium, and interactions distinct analyte-QDs from those obtained in the absence of surfactant.

[pt] Uma sonda fotoluminescente do tipo turn-off foi avaliada para a detecção de Hg(2+) usando pontos quânticos de grafeno (GQDs). Diferentes nanopartículas de carbono fotoluminescentes foram preparadas usando a abordagem bottom-up, usando ácido cítrico ou ácido cítrico misturado com algum composto contendo enxofre (tioureia, tioacetamida ou glutationa). Dispersões desses GQDs foram comparadas em termos de comportamento fotofísico na presença de Hg(2+). Observou-se que as nanopartículas preparadas com ácido cítrico e tioureia (GQDs- TU) apresentaram melhor perfil de supressão fotoluminescente (resposta analítica) na presença de Hg(2+). As condições experimentais foram ajustadas para o melhor perfil de resposta e para obter os parâmetros analíticos de mérito. Um estudo para avaliar possíveis interferências na presença de outros íons de metais pesados além de íons alcalinos e alcalino-terrosos, comumente presentes em amostras de água natural. A curva analítica normalizada (concentração L0/L versus Hg(2+) foi linear (R(2) = 0,998) até 0,20 microgramas L(-1). O limite de quantificação (LOQ) foi de 10 microgramas L(-1) e o limite de detecção (LOD) foi de 3 microgramas L(-1) para o ensaio em batelada. Além disso, a estratégia proposta para a determinação indireta de Hg(2+) foi adaptada para um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA). Após a otimização do ensaio, com a faixa linear cobrindo o intervalo até 900 microgramas L(-1) (R(2)= 0,999), os valores de LOD e LOQ foram 24 microgramas L(-1) e 80 microgramas L(-1), respectivamente. A recuperação na amostra simulada de água fortificada foi de 99,4 por cento mais ou menos 1,2. / [en] A photoluminescent turn-off probe was evaluated for the detection of Hg(2+) based on graphene quantum dots (GQDs). Different photoluminescent carbon nanoparticles were prepared using the bottom-up approach, with citric acid and with citric acid mixed with some sulfur compound (thiourea, thioacetamide or glutathione). Dispersions of these GQDs were compared in terms of photophysical behavoior in the presence of Hg(2+) . It was observed that the nanoparticles prepared with citric acid and thiourea (GQDs-TU) presented a better linear photoluminescent suppression (analytical response) in the presence of Hg(2+). Experimental conditions were adjusted to improve analytical response and to obtain analytical figures of merit. A study to evaluate potential interferences in the presence of other heavy metal ions and alkaline and alkaline-earth ions, commonly present in natural water samples. The normalized analytical curve (L0/L versus Hg(2+) concentration) was linear (R(2) = 0.998) up to 0.20 micrograms (L-1). The limit of quantification (LOQ) was 10 micrograms L(-1) and the limit of detection (LOD) was 3 micrograms L(-1) for the batch assay. In addition, the proposed strategy for indirect determination of Hg2+ was applied in a flow injection analysis system (FIA). After optimization of the assay, linear range covered a range up to 900 micrograms L(-1) (R(2) = 0.999) with LOD of 24 micrograms L(-1) and LOQ of 80 micrograms L(-1). The recovery in the fortified water sample was 99.4 percent.

[pt] Recentemente, os nanocristais semicondutores, também conhecidos como pontos quânticos, tornaram-se muito atrativos em abordagens de detecção por fotoluminescência devido as suas propriedades ópticas peculiares, tais como fluorescência intensa e com perfil estreito, comprimento de onda máximo ajustável através do controle do tamanho das partículas e maior fotoestabilidade em comparação com os corantes orgânicos convencionais. As nanopartículas sintetizadas foram avaliadas como sondas fotoluminescentes (na forma de dispersão aquosa) para a determinação de captopril, histamina, canamicina e tiroxina (analitos não fotoluminescentes na temperatura ambiente) evitando o uso de procedimentos complexos de derivatização química e permitindo quantificações de forma simples e com sensibilidade. Nanopartículas de CdTe modificadas com o ácido tioglicólico (TGA) e com o ácido 2-mercaptopropiônico (2MPA) e também nanopartículas de ZnS modificadas com L-cisteína foram sintetizadas pela abordagem em fase aquosa coloidal. Estas foram caracterizadas usando métodos microscópicos e espectroscópicos adequados. A fotoluminescência da nanopartícula 2MPA-CdTe foi consideravelmente mais intensa quando na presença de captropil. Sob condições ótimas, o modelo de calibração (isoterma de ligação de Langmuir) foi linear até 4,8 x 10-4 mol L-1 com constante de equilíbrio de ligação de 3,2 x 104 L mol-1 e limite de detecção (LOD) de 6,2 x 10-6 mol L-1 (1,3 (micro)g mL-1). Aplicações em soro sanguíneo humano fortificado com captropil e em formulações farmacêuticas foram demonstradas. A fotoluminescência das nanopartículas de TGA-CdTe foi reduzida (supressão) após adição de diferentes concentrações de histamina seguindo o modelo de Stern- Volmer. A resposta linear cobriu uma faixa de concentração até 5,7 x 10-4 mol L-1, com LOD de 9,6 x 10-6 mol L-1 (1,1 (micro)g mL-1). A abordagem proposta foi utilizada para determinação de histamina em carne de atum. Já a presença de aminoglicosídeos aumentou a fluorescência das nanopartículas de TGA-CdTe (seguindo o modelo da isoterma da adsorção de Langmuir). A kanamicina foi o aminoglicosídeo escolhido para estudar o efeito do aumento da intensidade da fotoluminescência das nanopartículas de TGA-CdTe disperso em solução aquosa. A faixa linear estendeu-se até 8,2 x 10-7 mol L-1 com LOD de 2,5 x 10-8 mol L-1 (14,2 ng mL-1). As constantes de ligação entre diversos aminoglicosídeos e TGACdTe foram calculadas e indicou que existe uma relação entre o número de grupos amino primários disponíveis e o aumento da luminescência. Essa abordagem foi aplicada com sucesso para a análise de amostras de leite e água de riacho, ambos fortificados com kanamicina, usando procedimento de extração em fase sólida com um polímero impresso molecularmente (MIP). A intensidade da fotoluminescência da nanopartícula cisteína-ZnS em solução contendo brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) foi reduzida (quenched) após adição de tiroxina. A redução total do sinal (quenching) seguiu o modelo de Stern-Volmer com resposta linear até 4,0 x 10-6 mol L-1 de concentração do analito, o LOD foi 6,2 x 10-8 mol L-1 (48,3 ng mL-1). A dispersão aquosa da cisteína-ZnS foi usada como sonda óptica para a determinação de tiroxina em formulações farmacêuticas e em saliva humana fortificada com analito. / [en] Recently, semiconductor nanocrystals, also known as quantum dots, have become very attractive for photoluminescence based sensing approaches due to their unique optical properties like intense photoluminescence with narrow profile, maximum wavelength adjustable by the control of particle size and higher photostability in comparison of conventional organic dyes. Different synthesized nanoparticles were evaluated as photoluminescent probes (as aqueous dispersions) for the determination of captopril, histamine, kanamycin and thyroxine (nonphotoluminescent analytes at room-temperature) avoiding the use of complex chemical derivatization procedures and enabling simple and sensitive quantifications. Thioglycolic acid (TGA) and 2-mercapoprionic acid (2MPA) modified CdTe nanoparticles and L-cysteine modified ZnS nanoparticles were synthesized via the colloid aqueous phase route. Their characterization was made using proper microscopic and spectroscopic methods. The emission intensity of 2MPA-Cdte is greatly enhanced in the presence of captopril. Under optimum conditions, the calibration model (Langmuir binding isotherm) was linear up to 4.8 x 10-4 mol L-1 with equilibrium binding constant of 3.2 x 104 L mol-1 and limit of detection (LOD) of 6.2 x 10-6 mol L-1 (1.3 (micro)g mL-1). Applications in captopril fortified human serum and in pharmaceutical formulations were demonstrated. The photoluminescence of TGA-CdTe nanoparticles was quenched by histamine in a concentration dependent manner (Stern-Volmer model). The linear response covered the concentration range up to 5.7 x 10-4 mol L-1 with LOD of 9.6 x 10-6 mol L-1 (1.1 (micro)g mL-1). The proposed method was used for the analysis of tuna fish. The presence of aminoglycosides enhanced the photoluminescence of the TGA-CdTe nanoparticles (following a Langmuir binding isotherm model). Kanamycin was used as a model aminoglycoside in order to study its effect on the photoluminescence enhancement of TGA-CdTe quantum dots dispersed in aqueous solution. The linear range extended up to 8.2 x 10-7 mol L-1 with LOD of 2.5 x 10-8 mol L-1 (14.2 ng mL-1). Binding constants were calculated for several aminoglycosides indicating that there is a relationship between the number of available primary amino groups and the increasing in photoluminescence. This approach was successfully applied for determination of kanamycin fortified milk and in stream water samples after solid phase extraction using a molecular imprinted polymer produced using a kanamycin template. The photoluminescence intensity of cysteine-ZnS in solution containing cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) was quenched by thyroxine. The overall quenching followed a Stern-Volmer model with linear response coveing an analyte concentration range up to 4.0 x 10-6 mol L-1. LOD was 6.2 x 10-8 mol L-1 (48.3 ng mL-1). The aqueous dispersion of cysteine-ZnS was used as optical probe for the determination of thyroxine in pharmaceutical formulations and in analyte fortified human saliva.

[pt] Esta dissertação de mestrado apresenta como proposta a investigação, a síntese e a caracterização de novos complexos baseados em terras-raras para aplicação em diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs). Para isto, três complexos beta-dicetonatos de Európio foram estudados. O foco da investigação consistiu nos dois novos complexos [Eu(hfac)3dpso] e [Eu(hfac)3dbso], sintetizado pelo nosso grupo, cuja principal diferença consistiu em avaliar o comportamento do complexo [Eu(hfac)3X], em função de dois ligante ancilares: dpso e dbso. O que poderá implicar na variação da absorção do complexo e também no processo de transferência de energia dos ligantes para o íon de Európio. Além disso, um terceiro complexo comercial [Eu(dbm)3phen] foi empregado com o objetivo de ser utilizado como referência para a fabricação e a otimização da arquitetura dos OLEDs. Estes complexos beta-dicetonatos com ligantes ancilantes coordenados por N ou O foram caracterizados através de diferentes técnicas (ótica, eletroquímica e morfológica), sob a forma de filmes finos e em pó. A partir do estudo e da otimização do OLED baseado no complexo [Eu(dbm)3phen] se chegou a arquitetura que apresentou um compromisso entre a performance do OLED e o grau de complexidade associado a fabricação. A camada emissora se baseou na técnica de codeposição, onde uma matriz Spiro-2CBP foi escolhida de tal forma que: 1) a energia possa ser transferida para o dopante, no caso, [Eu(dbm)3phen] e 2) que a mobilidade efetiva no transporte de portadores de carga aumente em relação a baixa mobilidade comum em complexos de beta-dicetonas. A arquitetura otimizada foi ITO/ MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/ Spiro-2CBP:[Eu(dbm)3phen] (30nm, 10 porcento)/ TPBi(40nm)/LiF(0.1nm)/ Al(100nm). A partir desta arquitetura, foram fabricados os outros dispositivos OLEDs com os complexos [Eu(hfac)3dpso] e [Eu(hfac)3dbso]. Em estudo comparativo, de acordo com as medidas de eficiência fotométrica de corrente (EFC), verificou-se que o OLED baseado no complexo de [Eu(hfac)3dpso] apresentou uma eficiência superior ao OLED com [Eu(hfac)3dbso] apresentando um ganho de 7.5 porcento, para uma densidade de corrente em torno de 75mA/cm2. Em resumo, considerando os resultados dos OLEDs e também da disposição dos níveis de energia tripleto dos ligantes hfac, dbso e dpso, verifica-se que ambas indicam que o complexo [Eu(hfac)3dpso] apresente um melhor desempenho que o complexo [Eu(hfac)3dbso]. / [en] This master thesis presents as research, manufacture and characterization of new rare-earth-based complexes for application in light-emitting organic diodes (OLEDs). For this, three europium beta-dicetonated complexes were studied. The focus of the investigation was the two new complexes, [Eu(hfac)3dpso] and [Eu(hfac)3dbso], synthesized in our group, whose main difference was to evaluate the behavior of the complex [Eu(hfac)3X], as a function of two ancillary ligands: dpso and dbso. This may imply variations in the absorption of the complex and also in the process of energy transfer from ligands to the Europium ion. Also, a third commercial complex [Eu(dbm)3phen] was employed as a reference for the manufacture and optimization of OLED architecture. These beta-diketonated complexes with N or O coordinated binding ligands were characterized by different techniques (optical, electrochemical and morphological) in both thin film and powder form. From the study of OLED optimization based on the complex [Eu(dbm)3phen], the architecture that presented a compromise between the OLED s performance and the degree of complexity associated with its fabrication. The emitter layer was based on the co-deposition technique, where a Spiro-2CBP matrix was chosen because: 1) good energy transfer to the dopant, in this case [Eu(dbm)3phen] and 2) the effective charge mobility in the co-deposited layer is higher than the common mobility in beta-diketone complexes. The optimized architecture was ITO / MoO3 (10nm) / TAPC (30nm) / Spiro-2CBP: [Eu(dbm)3phen] (30nm, 10 percent) / TPBi (40nm) / LiF (0.1nm) / Al (100nm). From this architecture other OLEDs devices were fabricated with the complex [Eu(hfac)3dpso] and [Eu(hfac)3dbso]. The comparative study, according to the current efficiency measurements, found that the [Eu(hfac)3dpso] complex-based OLED had higher efficiency than the [Eu(hfac)3dbso] OLED with a gain of 7.5 percent for a current density of around 75mA /cm2. In summary, considering the OLED results and also the arrangement of the triplet energy levels of the hfac, dbso and dpso ligands, both imply that the [Eu(hfac)3dpso] complex has a better performance than the complex [Eu(hfac)3dbso].

[pt] O objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos eficientes e reprodutíveis de crescimento de monocamadas de WS2, MoS2 e outras heteroestruturas verticais por deposição química em fase de vapor à pressão atmosférica (APCVD). A monocamada separada destes materiais tem grande importância na fabricação de novos dispositivos óticos e Nano eletrônicos. Dispositivos finos e de baixo custo necessitam temperaturas em torno de 800 graus celsius, o que é um problema para aplicações mencionadas acima. Nesta tese, nós propusemos uma nova rota usando APCVD para crescer monocamadas de MoS2 a 550 graus celsius, usando sódio como catalisador. Nós produzimos monocristais e poli cristais controlando a razão de precursores NaNO3/MoO3 e tempo de crescimento. Usando cálculos de primeiros princípios, mostramos que o sódio atua como centro de nucleação para o processo de síntese. A razão de precursores é crucial para diminuir a energia de formação e a temperatura de síntese. Cálculos de primeiros princípios e experimentos concordam que uma razão ideal é em torno de 0.3, proporcionando uma queda de 250 graus celsius na temperatura de crescimento. Nós investigamos as amostras crescidas por APCVD usando espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, microscopia de força atômica, espectroscopia Raman, fotoluminescência e mediadas de transporte. Dicalcogenetos de metais de transição (TMD) dispostos em poucas camadas permitem-nos criar materiais e estudar novos fenômenos físicos. A sequência de empilhamento dos TMDs pode modificar suas propriedades opticas e elétricas. Também sintetizamos poucas camadas de MoS2 e WS2 usando APCVD. Duas e três camadas de WS2, MoS2 e suas heteroestruturas verticais foram caracterizadas através de geração de segundo harmônico (SHG). SHG mostra que as bicamadas crescidas com ângulos de rotação relativos de 0 grau e 60 graus possuem diferentes fases de empilhamento. O SHG do empilhamento bicamada com ângulo relativo de 0 graus aumentos, enquanto para amostras com empilhamento de 60 graus foi zerado. Este comportamento do SHG sugere que duas camadas de MoS2 ou WS2, quando empilhados a 0 graus não possuem simetria de inversão para 3R(AB) entre as camadas inferiores e superiores, enquanto as camadas de 60 graus possuem simetria de inversão (centrossimétricas) e possuem empilhamento na forma 2H(AA). Finalmente, dispositivos foram fabricados em amostras de boa qualidade para a investigação de sua performance elétrica. Os dispositivos mostram comportamento típico tipo-n e sua mobilidade foi estimada a partir das curvas de transporte. A dependência dos modos Raman das nossas amostras de heteroestruturas também foi estudada. Aplicando uma tensão nos dispositivos, o modo A1 mostrou um desvio para o azul e um novo modo surge em 410 cm-1, atribuídos defeitos (D) no cristal. / [en] The aim of this work was to develop reliable and repeatable methods for growing high-quality monolayer MoS2, WS2, and their vertical heterostructure by atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) technique. The monolayer of these materials have vital importance in the fabrication of new optical and nanoelectronic devices. Thin and low-cost devices have increased the demand for new synthesis processes. Usually, the synthesis requires temperatures around 800 Celsius degrees, which is an issue for applications mentioned above. In this thesis, we propose a new route using the APCVD technique to grow monolayers of MoS2 at 550 Celsius degrees mediated by sodium as a catalyst. We have produced single crystals and polycrystals by controlling the NaNO3/MoO3 precursor s ratio and growth time. Using first-principles calculations, we find out that sodium is the nucleation site of the growth process. The precursor s ratio is crucial to decrease the energy formation and the synthesis temperature. Firstprinciples calculations and experiments agree with the ideal precursor s rate of 0.3 and with the decrease of the synthesis temperature of 250 Celsius degrees. We investigated the CVD grown sample with X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, and transport experiments. Few layers of TMDs allow us to create new materials and find new physical phenomena. The stacking sequence in few-layer TMDs can significantly impact on their electrical and optical properties.We also synthesized few layers of MoS2 and WS2 via APCVD. Two and three layers of MoS2, WS2, and their vertical heterostructures were characterized by second harmonic generation (SHG). The SHG shows that the layers in bilayers grow with 0 degrees or 60 degrees has different phase stacking. The SHG from 0 degrees stacked bilayer has increased when compared to monolayer, while the generated signal from bilayer with 60 degrees stacking is zero. This behavior of SHG suggests that the two layers of MoS2 or WS2 when stacked at 0 degrees have no inversion symmetry to 3R(AB) phase stacking between the top layer and the bottom layer. While when stacked with 60 degrees has inversion symmetry (Centrosymmetric) and have 2H(AA0) phase stacking. Finally, the devices were fabricated on good quality samples to investigate their electrical performance. The fabricated devices show typical n-type behavior and mobility was estimated by measuring transport curves. The dependence of Raman modes of our heterostructure device with electron doping was also studied. By applying a voltage across our device the A1 mode shows blueshift and a new mode emerges at ~ 410 cm-1, which is attributed to the defects (D) in the crystal.

[pt] Este trabalho teve como objetivo comparar as diferentes influências que aditivos e tratamentos térmicos têm sobre as propriedades ópticas e elétricas de filmes finos semicondutores formados por polímeros contendo principalmente bitiofenos e fluorenos. Os polímeros contendo tiofenos em sequência, como o poli[(9,9-dioctilfluorenil-2,7-diil)co-bitiofeno] (F8T2), apresentam conformações cis e trans dependente da posição relativa dos átomos de enxofre, tendo suas propriedades alteradas de acordo com a proporção entre os domínios de ambas as conformações em um mesmo filme. Os átomos de iodo presentes no aditivo 1,8- diiodooctano são tidos como uma possível forma de alterar os agregados nesse polímero e, consequentemente, alterar as propriedades físicas do filme formado. Para aumentar o entendimento sobre os átomos diferentes de carbono e hidrogênio nos aditivos foram estudados os efeitos dos aditivos 1,8-diiodooctano, 1,8- octanoditiol e octano, que contém dois iodos, dois enxofres e não contém heteroátomos, respectivamente, em sua composição. Além disso, foi estudada a introdução do polímero PMMA (polimetilmetacrilato) de forma que alterasse a estrutura interna do filme fino e também foram estudados tratamentos térmicos em diferentes temperaturas, uma vez que parâmetros como tempo de evaporação do solvente também influenciam a formação e as propriedades do filme após seu crescimento. Outro ponto de interesse foi justamente a composição dos polímeros, para tal, foram estudados, além do F8T2, os polímeros poli(9,9-dioctilfloureno) (PFO), poli(9,9-dioctilfluoreno-cobenzotiadiazol) (F8BT) e poli(3-hexiltiofeno-2,5-diil) regiorregular (rrP3HT). Eles são formados, respectivamente, por bitiofenos e fluorenos, apenas fluorenos, fluorenos e benzotiadiazol e apenas politiofenos. Dessa forma, seria possível isolar as contribuições de cada grupo isolado e combinados com grupos que permitem ou não a mudança entre conformações. Os filmes foram depositados em substratos de vidro pela técnica de spin-coating e a caracterização foi feita com medidas de absorção, fotoluminescência e FTIR. Quando possível, foram realizadas medidas CELIV e corrente-tensão de dispositivos fotovoltaicos usando os polímeros como camada doadora de elétrons. Com este trabalho foi possível variar as intensidades dos picos de absorção e alterar o gap de energia dos polímeros. Destacando a ação do DIO, observou-se que a conformação cis do F8T2 é maximizada quando se utiliza 1 por cento do aditivo. Além disso, o DIO também aumenta a porcentagem de fase beta do PFO. Já para o P3HT, foi constatado um aumento no ordenamento do filme. / [en] This work aimed to compare the different influences that additives and heat treatments have on the properties of semiconductor thin films formed by polymers containing mainly bitiophenes and fluorenes. Polymers containing thiophenes in sequence, such as poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)co-bithiophene] (F8T2), have cis and trans conformations depending on the relative position of the sulfur atoms, having their optical and electrical properties altered according to the proportion between the domains of both conformations in the same film. The iodine atoms present in the additive 1,8-diiodooctane are considered as a possible way to change the aggregates in this polymer and, consequently, change the physical properties of the formed film. To increase the understanding of the atoms other than carbon and hydrogen in the additives, the effects of the additives 1,8-diiodooctane, 1,8- octanodithiol and octane, which contain two iodines, two sulfur and do not contain heteroatoms, respectively, were studied. In addition, the introduction of the PMMA (polymethylmethacrylate) polymer was studied in order to alter the internal structure of the thin film and, also, heat treatments at different temperatures were studied, since parameters such as solvent evaporation time and the available thermal energy also influence the formation and properties of the film after its growth. Another point of interest was precisely the composition of the polymers. For this purpose, in addition to F8T2, the polymers poly(9,9-dioctylflourene) (PFO), poly(9,9-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole) (F8BT) and regioregular poly(3- hexylthiophene-2,5-diyl) (rrP3HT) were studied. They are formed, respectively, by bitiophenes and fluorenes, only fluorenes, fluorenes and benzothiadiazole and only polythiophenes. In this way, it would be possible to isolate the contributions of each isolated and combined groups that allow or not to change between conformations. The films were deposited on glass substrates using the spin-coating technique and the characterization was done via absorption, photoluminescence and FTIR measurements. When possible, CELIV and current-voltage measurements of photovoltaic devices were performed using the polymers as an electron donor layer. With this work it was possible to vary the intensities of the absorption peaks and to change the energy gap of the polymers. Highlighting the action of DIO, it was observed that the cis conformation of F8T2 is maximized when 1 percent of the additive is used. In addition, DIO also increases the percentage of beta phase of PFO. For P3HT, on the other hand, there was an increase in the ordering of the film.