Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos com diodos resistentes a danos de radiação dos tipos fusão zonal padrão (FZ), fusão zonaI com difusão de oxigênio (DOFZ) e Czochralski magnético (MCz) em dosimetria de processamento por radiação gama. Estes dispositivos de junção p+-n-n+ foram manufaturados por Okmetic Oyj. (Vantaa, Finland) e processados no Centro de Microeletrônica da Universidade de Tecnologia de Helsinki no âmbito da colaboração RD50 do CERN. As sondas dosimétricas, baseadas nos dispositivos FZ, DOFZ and MCz, foram projetadas para operar sem tensão de polarização no modo de corrente direta como dosímetros on-line de radiação. As irradiações foram realizadas no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) no IPEN-CNEN/SP usando a fonte de 60Co (Gammacell 220 Nordion) com a taxa de dose de aproximadamente 2,4 kGy/h. A resposta em corrente de cada diodo foi medida em função do tempo de exposição em intervalos de dose desde 5 kGy até 50 kGy atingindo a dose total absorvida 275 kGy. Os resultados obtidos demonstraram um significante decréscimo da fotocorrente gerada em todos os dispositivos para doses totais absorvidas superiores a aproximadamente 25 kGy. Para reduzir este efeito, as amostras foram pré-irradiadas com raios gama do 60Co a uma dose de 700 kGy, para saturar a produção de armadilhas no volume sensível do diodo. Depois da pré-irradiação, apesar de serem menos sensíveis, todos os dispositivos apresentaram sinais de corrente estáveis mesmo para a dose total absorvida de 275 kGy. A fim de monitorar possíveis efeitos de danos de radiação VII produzidos nos diodos, as correntes de fuga e capacitância destes dispositivos foram medidas em função da dose total absorvida. As curvas de calibração dos dosímetros mostraram respostas quadráticas com coeficientes de correlação maiores do que 0,9999 para doses totais absorvidas de até 275 kGy. A comparação entre as respostas dosimétricas dos diodos estudados evidenciou que o melhor resultado foi obtido com o MCz que exibiu maiores sensibilidade e estabilidade do que os dispositivos FZ e DOFZ. No entanto, é importante notar que todos os diodos pré-irradiados podem ser utilizados como dosímetros em aplicações de processamento por radiação gama. / In this work we report on results obtained with rad-hard Standard Float Zone (FZ), Diffusion Oxygenated Float Zone (DOFZ) and Magnetic Czochralski (MCz) silicon diodes in gamma radiation processing dosimetry. These p+-n-n+ junction devices were manufactured by Okmetic Oyj. (Vantaa, Finland) and processed by the Microelectronics Center of Helsinki University of Technology in the framework of the CERN RD50 Collaboration. The dosimetric probes, based on FZ, DOFZ and MCz devices, were designed to operate without bias voltage in the direct current mode as on-line radiation dosimeter. The irradiations were performed in the Radiation Technology Center (CTR) at IPEN-CNEN/SP using a 60Co source (Gammacell 220 Nordion) with a dose rate around of 2.4 kGy/h. The current response of each diode was measured as a function of the exposure time in steps from 5 kGy up to 50 kGy to achieve a total absorbed dose of 275 kGy. The results obtained showed a significant decrease in the photocurrent generated in all devices for total absorbed doses higher than approximately 25 kGy. To reduce this effect, the samples were pre-irradiated with 60Co gamma rays at 700 kGy in order to saturate the trap production in the diodes sensitive volume. After pre-irradiation, despite of being less sensitive, all devices exhibited more stable photocurrent signals, even for total absorbed doses of 275 kGy. To monitor possible gamma radiation damage effects produced on the diodes, their dynamic leakage current and capacitance were measured as a function of the absorbed dose. IX The calibration curves of the dosimeters showed quadratic responses with correlation coefficient higher than 0.9999 for total absorbed dose up to 275 kGy. The comparison among the dosimetric response of the diodes studied evidenced that the best result was achieved with the MCz which exhibited higher sensitivity and stability than the FZ and DOFZ devices. However, it is important to note that all pre-irradiated diodes can be used as gamma dosimeters in radiation processing applications.

El desarrollo de la tecnología LED en los últimos años ha sido muy importante. Han dejado de verse como dispositivos de iluminación a pequeña escala, o indicadores de encendido/apagado, y ahora se ven en aplicaciones mucho más ambiciosas como paneles publicitarios, pantallas de TV e incluso en sistemas de iluminación. Esto se ve reflejado en el interés de muchas empresas por su utilización, dado a su alto nivel de iluminación, el cual viene acompañado de una alta eficiencia. Por otro lado; vivimos en un país con una importante actividad sísmica, la cual, sumada a un nivel alto en la informalidad en la construcción de viviendas, representa un riesgo potencial muy alto en caso de un sismo. Es por esto que el principal objetivo durante un hecho como ese, es el lograr la adecuada evacuación de las personas del lugar donde se encuentren. Sin embargo, un factor muy importante a considerar es que al movimiento telúrico se le pueden sumar fallas en los sistemas eléctricos, comprometiendo la visión de aquellas personas en proceso de evacuación. Es por esto que el sistema debe poder funcionar independiente del suministro, respaldado por una batería. Esto significa un requerimiento general para el diseño: buscar el mínimo consumo de corriente a fin de tener una mayor duración de la batería, lo que significa más tiempo de funcionamiento. Queda claro, entonces, la importancia de un sistema que permita alertar ante la ocurrencia de un sismo, señalizando adecuadamente las salidas y contando con un sistema de respaldo de energía, pues en estos casos, cualquier ayuda para salvar una vida es prioridad. La presente tesis plantea el diseño de un sistema de iluminación inteligente y de evacuación para casos de sismo, que, al detectar la ocurrencia de un movimiento telúrico, genere una alarma de acuerdo a la intensidad del mismo y permita indicar de manera adecuada las rutas de escape. Además, debido a la utilización de la tecnología LED y de foto-resistencias se logra un mayor ahorro de energía y una mayor eficiencia, mediante el control de la intensidad de la luz en función a las condiciones de un determinado ambiente. Todo esto, utilizando un sistema de respaldo de energía en caso de falla o caída del suministro eléctrico, y para el cual se usarán tecnologías y componentes de bajo consumo de corriente, que permitirán una mayor duración del tiempo de autonomía del sistema. / Tesis

En la actualidad existen diversas tecnologías de iluminación, pero no todas son idóneas para utilizar en los museos, debido a los tipos de objetos que estos presentan. La utilización de la tecnología LED favorece a este tipo de instituciones gracias a sus características y su constante desarrollo. El objetivo principal de la tesis es el diseño de un sistema de iluminación que brinde un mayor nivel de cuidado a los restos materiales que presenta un museo de arqueología. Se tomará como base el Museo de Arqueología Josefina Ramos de Cox. En el Capitulo 1 se trata el tema de las estrategias de iluminación existentes para un museo. Además, se detallan las distintas tecnologías de iluminación. Finalmente, se explica el marco problemático que actualmente existe en el museo. En el Capítulo 2 se brindan ejemplos de sistemas de iluminación en base a LEDs de potencia. Luego, se indican los principales fabricantes de LEDs de potencia. Finalmente, se detallan las distintas fuentes conmutadas existentes. En el Capítulo 3 se detallan los diseños de los subsistemas de excitación, control y alimentación. Además de la selección del LED a utilizar. En el Capítulo 4 se muestran los resultados de las simulaciones e implementación de los subsistemas diseñados y se indica el costo total de la implementación del proyecto. / Tesis

En la actualidad, la iluminación arquitectónica de exteriores está tomando gran fuerza en el mercado de la arquitectura logrando generar importantes cifras de dinero puesto que este tipo de sistema da un valor agregado a las estructuras arquitectónicas; estos sistemas están siendo utilizados como parte decorativa en una gran cantidad de edificios, que hace mucha más vistosa la parte exterior de estos dándoles un enfoque de gran modernidad y estatus. A nivel mundial hay gran desarrollo con respecto a este tema y es por eso que existe una gran variedad de productos para cada parte de estos sistemas; como ejemplos de iluminación arquitectónica en otros países tenemos al Rascacielos “La Torre” ubicado en Barcelona España, el Edificio del LED ubicado en China, el Complejo de Ocio Xicui en Pekín en China. Nuestro país no es una excepción a estas tendencias, podemos encontrar varios ejemplos como la Torre de Interbank ubicada en el cruce de Paseo de la República con Javier Prado, el Teatro Mario Vargas Llosa ubicado en Javier Prado al costado del Museo de la Nación y el edificio de Edelnor en el distrito de San Miguel. El objetivo de la presente tesis es el diseño de un sistema de Iluminación del área exterior del edificio C del complejo Mc. Gregor con un tipo específico de luminaria, seleccionando su excitador y por medio de un controlador lograr iluminarlo con efectos, que podrán ser programados mediante este. Además también se diseñará la fuente de alimentación necesaria para energizar el sistema. En el capítulo 1 se encontrará información acerca de la situación actual en la iluminación de exteriores, encontrando ahí también tipos de iluminación empleada en el mercado para este tipo. En el capítulo 2 se encuentra información más técnica acerca de iluminación de exteriores, conceptos básicos para poder entender el desarrollo de los objetivos de esta tesis: se encuentran en él: la tecnología LED para este tipo de iluminación, protocolos de iluminación y tipos de luminarias de acuerdo al tipo de iluminación que se quiera emplear. En el capítulo 3 se podrá apreciar el diseño realizado para la fuente de alimentación del sistema, el diseño del controlador del sistema, el diseño de un interfaz para el usuario para poder comunicarse con el controlador, la selección de un tipo específico de luminaria para el tipo de iluminación que se debe emplear y además la selección de un excitador para esta última. Finalmente en el capítulo 4 se mostrarán simulaciones de los diseños realizados y además algunos ensayos físicos de estos que corroboren resultados de las simulaciones realizadas. / Tesis

Orientador: Federico Bernardino Morante Trigoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2012

Neste trabalho, foram realizados estudos de propriedades elétricas e de eletroluminescência em diodos emissores de luz (OLED) contendo modulação energética de poços de potencial para elétrons e buracos (tipo I), poços esses posicionados na região central da camada ativa. A camada ativa é composta por poços simples e duplos, de espessura de 5 e 10nm, de Poli (fenilenovinileno), PPV (Eg = 2,4 eV), dispostos entre duas barreiras de Polifluoreno ou PFO (Eg = 3,0 eV) de espessura 40 nm. Os filmes de PFO foram obtidos a partir de uma solução em Clorofórmio via spin coating e os de PPV a partir de um precursor solúvel em agua via spin assistant LbL, técnica essa que permitiu o crescimento alternado de filmes de PFO e filmes extremamente finos de PPV mesmo em vista da ortogonalidade de seus solventes. Camadas injetoras de polieletrólitos foram depositadas adjacentes ao catodo para diferenciar injeção eletrônica da injeção de buracos. Foram feitos dispositivos contendo somente uma camada de PFO de 80 nm, chamados referência, para comparação do efeito dos poços nos dispositivos com um e dois poços de potencial. Na caracterização foram utilizadas as técnicas de microscopia confocal, com o intuito de demonstrar o crescimento efetivo das camadas, e medidas elétricas de corrente (IxV) e eletroluminescência (LxV) por voltagem. Medidas do perfil de intensidade ao longo do filmes e espectros de fotoluminescência em três regiões distintas da área total do dispositivo mostraram que as camadas de PPV de aproximadamente 5 e 10 nm estavam homogêneas e que recobriam bem as camadas de PFO. Os espectros de eletroluminescência dos dispositivos mostraram que as diferenças energéticas entre os orbitais π (ΔEHOMO= 0,54 eV) e π* (ΔELUMO = 0,37 eV) do PFO e PPV foram suficientes para causar o aprisionamento e recombinação dos portadores dentro do poço, resultando em emissões características do PPV com picos bem definidos próximos a 520 nm, bastante distintas das emissões dos dispositivos referência, contendo somente PFO (banda larga e não definida de emissão com λ > 480 nm). A presença dos poços de potencial alterou significativamente as propriedades dos dispositivos levando a diminuição da voltagem de acendimento (Von) para 3,5 V mesmo para dispositivos contendo camada injetora que dificultava a injeção eletrônica. Quando há apenas um poço de potencial na camada ativa dos dispositivos, com ou sem camada injetora, o regime de corrente para voltagens abaixo de 3,5 V é ôhmico e unipolar, sendo ditado por buracos, mas quando a voltagem é maior do que 3,5 V o regime de corrente fica limitado pelo portador minoritário, o elétron. Surpreendentemente, quando são colocados dois poços na camada ativa, separando os portadores, tanto corrente como a formação excitônica e consequente recombinação, ficam sujeitas a um processo de tunelamento do portador majoritário, o buraco. / In this work, studies of electrical properties and electroluminescence in organic light emitting diodes (OLED) containing energetic modulation of potential wells for charge carriers (type I), positioned in the central region of active layer. The active layer is composed of single and double wells of Poly (phenylenevinylene), PPV (2.4 eV), arranged between two barriers of polyfluorene, PFO (3.0 eV), with 40 nm thickness. The PFO films were obtained from a chloroform solution by spin coating and PPV from a water soluble precursor via spin assistant LbL technique, a technique that has allowed the alternate growth of PFO films and extremely thin PPV films from a orthogonal solvent to chloroform, water. Injection layers of polyelectrolytes were deposited adjacent to the cathode to differentiate electronic injection from hole injection. Confocal microscopy measurements showed that the PPV layer of 5 to 10nm thickness were homogeneous and covered PFO layers entirely. Electroluminescence measurements of the devices showed that the energetic difference between π (ΔEHOMO = 0.54 eV) and π* (ΔELUMO = 0.37 eV) orbitals from PFO and PPV were enough to cause the charge carriers efficient trapping and recombination in the well, resulting in PPV characteristic emission peaks near to 520 nm, quite different from the reference device emission containing only PFO (broad emission band in the lower energy range). The current measurements showed that the presence of potential wells in the middle of the active layer is responsible for effective change in electrical properties of devices such as carrier density n, μ the mobility and conductivity. When there is only one potential well in the active layer, with or without injection layer, the current regime for voltages below 3.5 V is ohmic and unipolar, being dictated by holes, but when the voltage is greater than 3.5 V current regime is limited by the minority carrier, the electron. Surprisingly, when two wells are placed in the active layer, separating the carriers, both current as the excitonic formation and subsequent recombination are subject to a tunneling process by the majority carrier, the hole.

Neste trabalho foram avaliadas as principais características dosimétricas de diodos crescidos pelos métodos de Fusão Zonal (FZ) e Czochralski magnético (MCz), resistentes a danos de radiação, quando aplicados em dosimetria de processos de irradiação industrial com elétrons (1,5 MeV) e raios gama (60Co). O sistema dosimétrico proposto baseia-se no registro de valores de correntes elétricas geradas nos diodos devido à passagem da radiação ionizante. A uniformidade de resposta de um lote de dispositivos foi analisada para os diodos FZ do tipo n irradiados com raios gama. Para uma dose de até 5 kGy obteve-se um coeficiente de variação de 1,25% dos valores de corrente elétrica registrados. A queda da sensibilidade dos diodos com o acúmulo de dose (Total Ionizing Dose TID) foi observada, de acordo com o esperado, para ambos os diodos FZ e MCz, sendo mais acentuada para dispositivos do tipo n ou com resistividade menor, quando irradiados com raios gama. Nos procedimentos de irradiação com elétrons foram utilizados dois protótipos de sonda dosimétrica, sendo que um deles foi projetado para evitar a deterioração dos contatos elétricos e da metalização dos diodos, fenômeno observado durante o desenvolvimento do projeto. A queda da sensibilidade dos diodos FZ e MCz pré-irradiados foi de aproximadamente 10% e 40%, respectivamente, durante os procedimentos de irradiação com elétrons para uma dose acumulada total de 1,25 MGy. A influência dos danos causados por esse tipo de radiação nas propriedades elétricas dos diodos FZ e MCz foi avaliada por meio das medições de corrente de fuga e da capacitância em função da tensão de polarização. A corrente de fuga, que aumenta com a dose de radiação acumulada, não contribui significativamente para a formação do sinal de corrente durante a irradiação, uma vez que os diodos são operados no modo fotovoltaico, ou seja, sem tensão de polarização. Para o diodo MCz não foram observadas alterações significativas dos valores de tensão de depleção total, evidenciando sua maior tolerância aos danos induzidos pela radiação, como esperado. Como durante os procedimentos de irradiação com elétrons há uma variação acentuada dos valores de temperatura, a influência deste parâmetro para as medições de corrente elétrica foi avaliada por meio da extrapolação dos valores de corrente de fuga até 35°C. A contribuição da corrente de fuga para a corrente induzida pela radiação, devido ao aumento da temperatura, não ultrapassa 0,1% para os diodos FZ e MCz. A influência do tipo de radiação, elétrons ou raios gama, na pré-dose dos diodos foi avaliada para o dispositivo FZ do tipo n e observou-se que a pré-irradiação com elétrons é mais eficiente no tocante à queda da sensibilidade dos dispositivos. Os resultados apresentados neste trabalho indicam a potencialidade da aplicação dos diodos FZ e MCz como dosímetros em processos de irradiação de rotina com raios gama e elétrons. Vale ressaltar que a vantagem do sistema proposto reside na possibilidade de acompanhamento em tempo real dos processos envolvidos, sobretudo para elétrons, permitindo a monitoração dos parâmetros dos aceleradores, tais como velocidade de esteira e corrente elétrica de feixe. / In this work the main dosimetric characteristics of rad-hard Float Zone (FZ) and magnetic Czochralski (MCz) diodes to electrons (1.5 MeV) and gamma (60Co) radiation are evaluated. The dosimetric system proposed is based on electrical current measurements due to radiation interactions on the devices. The batch response uniformity was studied for the n-type FZ diodes irradiated with gamma rays. The coefficient of variation of the current measurement was about 1.25% at 5 kGy of accumulated dose. A sensitivity decrease with the increase of the accumulated dose (Total Ionizing Dose TID) was observed for both FZ and MCz diodes. For gamma irradiation, these effect is more pronounced for n-type or smaller resistivity diodes. Two types of dosimetric probe were used on the electron irradiation procedures, one of them specially designed to avoid the deterioration of the electrical contacts and the diodes metallization. The sensitivity of the preirradiated FZ and MCz diodes fell about 10% and 40%, respectively, during electron irradiation at 1.25 MGy of accumulated dose. The effect of electron radiation damage on the electrical properties of the diodes was studied by the means of leakage current and capacitance measurements as a function of bias voltage. The leakage current increases with the accumulated dose but does not contributes significantly to the current signal, since the diodes are operated in photovoltaic mode, without bias voltage. For the MCz diode no change in the full depletion voltage was observed, which indicates its higher tolerance to radiation-induced damage, as expected. During electron irradiation the temperature increases and in order to determine its influence for the current signals, the leakage current values were extrapolated up to 35 °C. The contribution does not exceed 0.1% for FZ and MCz diodes. The effect of the radiation type, electrons or gamma rays, on the predose procedures was analyzed for the FZ n-type device and was observed that the electron pre-irradiation is more efficient regarding the sensitivity decrease. The present work indicates the potential application of FZ and MCz diodes as dosimeters in gamma rays and in electron routine irradiation processes. It is worth noting that the proposed system advantage relies on the possibility of real-time monitoring of electron accelerator parameters.

Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização dosimétrica de dois diodos especiais de silício, resistentes a danos de radiação, crescidos pelo método epitaxial com vistas a sua aplicação na monitoração em tempo real de feixes de fótons de qualidades de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, no intervalo de tensão de 28 kV a 150 kV. Os dispositivos utilizados, um submetido à pré-dose de 200 kGy de raios gama do 60Co no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPENCNEN/ SP, e outro sem qualquer irradiação prévia, foram processados na Universidade de Hamburgo a partir de uma camada epitaxial com 50 μm de espessura. Apenas para comparação, um diodo de Si crescido por fusão zonal padrão foi também estudado. As irradiações foram realizadas no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do IPEN/CNEN-SP, onde está instalado um gerador de radiação X, Pantak-Seifert, Isovolt 160 HS, cujas qualidades de radiação foram verificadas por câmaras de ionização padronizadas. Os diodos foram ligados a um eletrômetro Keithley 6517B em modo fotovoltaico, com a distância do ponto focal do gerador aos diodos mantida em 1 m. Os principais parâmetros dosimétricos das amostras foram avaliados de acordo com a norma IEC61674. Os coeficientes de calibração dos diodos em termos do kerma no ar também foram determinados. Os diodos apresentaram excelente estabilidade de resposta em curto prazo para as qualidades estudadas, com coeficientes de variação em corrente equivalentes e não superiores a 0,3%. O comportamento das fotocorrentes em função da taxa de dose foi linear para os três dispositivos no intervalo de 0,8 a 77,2 mGy/min. As curvas carga-dose obtidas pela integração dos sinais de corrente tornaram evidente a ausência de dependência energética para feixes de mamografia e de radiodiagnóstico até 70 kV. O diodo epitaxial sem pré-dose apresentou maior sensibilidade em corrente e em carga em relação aos demais, com queda neste parâmetro de 8% após receber dose acumulada de 49 Gy. Até este limite de dose, as correntes de fuga dos dispositivos mantiveram-se estáveis em cerca de 0,4 pA ao longo das irradiações, sendo menores por um fator até 104 em relação às correntes em condição de irradiação. A variação da resposta direcional de ambos diodos para o intervalo de ± 5° foi inferior a 0,1 % e seus coeficientes de calibração para os feixes estudados foram determinados a partir dos padrões de referência do LCI. As alterações das características elétricas das amostras em função de danos de radiação foram também estudadas e não revelaram alteração significativa para tensão de polarização nula. Com base nos resultados obtidos até o presente e considerando as recomendações da norma IEC 61674, pode-se afirmar que diodos epitaxiais sem pré-dose e com pré-dose podem ser empregados de forma confiável na dosimetria de feixes de radiação eletromagnética para imagens médicas até o limite de dose acumulada de 10 Gy e acima de 206 kGy, respectivamente. / In this work we report on results obtained with two rad-hard epitaxial (EPI) silicon diodes as on-line dosimeter for diagnostic radiology, mammography and computed tomography, in the 28 kV to 150 kV range. The epitaxial diodes used were processed at University of Hamburg on 50 μm thick epitaxial silicon layer. One sample was not irradiated before using as a dosimeter, while the other received a gamma pre-dose of 200 kGy from 60Co. For comparison, a standard float zone silicon diode was also studied. The samples irradiation was performed using X-ray beams from a Pantak/Seifert generator, model Isovolt 160 HS, previously calibrated with standardized ionization chambers, located at Laboratório de Calibração de Instrumentos of IPEN-CNEN/SP. The diode was connected to an electrometer Keithley 6517B in the photovoltaic mode. Irradiations were carried out with the diodes positioned at 1m from the X-ray tube (focal spot). The main dosimetric parameters of the EPI samples were evaluated in according to IEC 61674 norm. The calibration coefficients of the diode, in terms of air kerma, were also determined. The repeatability was measured with photon beams of all qualities. The current signals induced showed the diodes are stable, characterized by coefficients of variation less than 0.3%. The current response of the unirradiated EPI diode has been shown to be very linear with dose-rate in the range of 0.8 up to 77.2 mGy/min. A linear relation between charge and dose in the whole energy range was observed for the three samples. It is important to notice that for EPI diodes non energy dependence was observed for mammography beams and until 70kV for radiodiagnostic qualities. The unirradiated diode presented sensitivity higher than the others, showing a decrease of 8% in this parameter after accumulated dose of 49.15 Gy. The dark currents were stable about 0.4 pA during the irradiations, value 104 higher than the lowest photocurrents measured. The directional response of both diodes was 0.1% within an angle range of ± 5°. Based on these results, one can conclude that the unirradiated and pre-irradiated EPI diodes can be used as a reliable alternative choice to relative medical imaging photon dosimetry within 10 Gy and 206 kGy of accumulated dose, respectively.

Neste trabalho, foram realizados estudos de propriedades elétricas e de eletroluminescência em diodos emissores de luz (OLED) contendo modulação energética de poços de potencial para elétrons e buracos (tipo I), poços esses posicionados na região central da camada ativa. A camada ativa é composta por poços simples e duplos, de espessura de 5 e 10nm, de Poli (fenilenovinileno), PPV (Eg = 2,4 eV), dispostos entre duas barreiras de Polifluoreno ou PFO (Eg = 3,0 eV) de espessura 40 nm. Os filmes de PFO foram obtidos a partir de uma solução em Clorofórmio via spin coating e os de PPV a partir de um precursor solúvel em agua via spin assistant LbL, técnica essa que permitiu o crescimento alternado de filmes de PFO e filmes extremamente finos de PPV mesmo em vista da ortogonalidade de seus solventes. Camadas injetoras de polieletrólitos foram depositadas adjacentes ao catodo para diferenciar injeção eletrônica da injeção de buracos. Foram feitos dispositivos contendo somente uma camada de PFO de 80 nm, chamados referência, para comparação do efeito dos poços nos dispositivos com um e dois poços de potencial. Na caracterização foram utilizadas as técnicas de microscopia confocal, com o intuito de demonstrar o crescimento efetivo das camadas, e medidas elétricas de corrente (IxV) e eletroluminescência (LxV) por voltagem. Medidas do perfil de intensidade ao longo do filmes e espectros de fotoluminescência em três regiões distintas da área total do dispositivo mostraram que as camadas de PPV de aproximadamente 5 e 10 nm estavam homogêneas e que recobriam bem as camadas de PFO. Os espectros de eletroluminescência dos dispositivos mostraram que as diferenças energéticas entre os orbitais π (ΔEHOMO= 0,54 eV) e π* (ΔELUMO = 0,37 eV) do PFO e PPV foram suficientes para causar o aprisionamento e recombinação dos portadores dentro do poço, resultando em emissões características do PPV com picos bem definidos próximos a 520 nm, bastante distintas das emissões dos dispositivos referência, contendo somente PFO (banda larga e não definida de emissão com λ > 480 nm). A presença dos poços de potencial alterou significativamente as propriedades dos dispositivos levando a diminuição da voltagem de acendimento (Von) para 3,5 V mesmo para dispositivos contendo camada injetora que dificultava a injeção eletrônica. Quando há apenas um poço de potencial na camada ativa dos dispositivos, com ou sem camada injetora, o regime de corrente para voltagens abaixo de 3,5 V é ôhmico e unipolar, sendo ditado por buracos, mas quando a voltagem é maior do que 3,5 V o regime de corrente fica limitado pelo portador minoritário, o elétron. Surpreendentemente, quando são colocados dois poços na camada ativa, separando os portadores, tanto corrente como a formação excitônica e consequente recombinação, ficam sujeitas a um processo de tunelamento do portador majoritário, o buraco. / In this work, studies of electrical properties and electroluminescence in organic light emitting diodes (OLED) containing energetic modulation of potential wells for charge carriers (type I), positioned in the central region of active layer. The active layer is composed of single and double wells of Poly (phenylenevinylene), PPV (2.4 eV), arranged between two barriers of polyfluorene, PFO (3.0 eV), with 40 nm thickness. The PFO films were obtained from a chloroform solution by spin coating and PPV from a water soluble precursor via spin assistant LbL technique, a technique that has allowed the alternate growth of PFO films and extremely thin PPV films from a orthogonal solvent to chloroform, water. Injection layers of polyelectrolytes were deposited adjacent to the cathode to differentiate electronic injection from hole injection. Confocal microscopy measurements showed that the PPV layer of 5 to 10nm thickness were homogeneous and covered PFO layers entirely. Electroluminescence measurements of the devices showed that the energetic difference between π (ΔEHOMO = 0.54 eV) and π* (ΔELUMO = 0.37 eV) orbitals from PFO and PPV were enough to cause the charge carriers efficient trapping and recombination in the well, resulting in PPV characteristic emission peaks near to 520 nm, quite different from the reference device emission containing only PFO (broad emission band in the lower energy range). The current measurements showed that the presence of potential wells in the middle of the active layer is responsible for effective change in electrical properties of devices such as carrier density n, μ the mobility and conductivity. When there is only one potential well in the active layer, with or without injection layer, the current regime for voltages below 3.5 V is ohmic and unipolar, being dictated by holes, but when the voltage is greater than 3.5 V current regime is limited by the minority carrier, the electron. Surprisingly, when two wells are placed in the active layer, separating the carriers, both current as the excitonic formation and subsequent recombination are subject to a tunneling process by the majority carrier, the hole.

Orientador: Dionizio Paschoareli Júnior / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Marcelo Gradella Villalva / Resumo: Esta pesquisa tem como objetivo principal apresentar uma alternativa aos circuitos de iluminação pública convencionais, através de Microssistemas Isolados de Geração e Distribuição de Energia Elétrica (MIGDI), alimentados em corrente contínua, por meio de painéis fotovoltaicos. O circuito proposto é radial e conformado por vinte nós, que compõem um circuito de iluminação de um loteamento urbano composto de 293 nós no total. Para a alocação da geração distribuída (GD), foi solucionado um problema de Programação Quadrático Inteiro Misto (PQIM), através da linguagem de modelagem algébrica AMPL (Modeling Language for Mathematical Programming), utilizando o solver CPLEX, que faz uso do algoritmo de otimização clássica Branch and Bound (B&B). É feita uma análise comparativa considerando aspectos técnicos, construtivos, ambientais e econômicos, considerando o investimento inicial para o circuito proposto para a conexão com lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (VSAP) de 70 W e 220 Vca, normalmente usadas em iluminação pública, e a tecnologia LED (Light - Emitting Diode) de 30 W de alto brilho de 12 e 24 Vcc. É estimado um tempo de retorno (payback) para um horizonte de vinte cinco anos (vida útil dos painéis solares fotovoltaicos), para determinar o ganho e economia obtida com a troca de lâmpada VSAP por LED no circuito proposto / Abstract: This research presents an alternative to conventional street lighting circuits through a Microsystem Isolated Generation and Distribution of Electric Power (MIGDI) fed by direct current through photovoltaic panels. The proposed radial circuit is formed of 20 points of lighting, which comprises a subdivision of an urban lighting circuit composed of 293 nodes in total. For the allocation of distributed generation (DG), a Mixed Integer Quadratic Programming (PQIM) was solved using algebraic modeling language AMPL ( Modeling Language for Mathematical Programming ) in the CPLEX solver, which uses optimization algorithm classical Branch and Bound ( B & B ). A comparative analysis, considering technical, constructive, environmental and economic aspects is made, from an initial investment, comparing vapor lamps high pressure sodium ( HPS ) of 70 W, 220 Vac, normally used in public lighting, and LED ( Light - Emitting Diode) technology 30W high brightness, 12 and 24 Vdc . Time of return ( payback ) for a horizon of twenty five years ( lifetime of photovoltaic solar panels) is estimated to determine the savings from the replacement of HPS lamp by LED technology in the proposed circuit / Mestre