Estudo teórico do transporte de carga em semicondutores orgânicos e das propriedades eletrônicas e ópticas de moléculas conjugadas

Abstract

O presente trabalho consiste em um estudo teórico sobre os parâmetros importantes envolvidos no transporte de carga de semicondutores orgânicos, tais como o acoplamento eletrônico e a energia de reorganização. Esses parâmetros foram investigados para uma nova classe de semicondutores orgânicos que apresentam simetria C3. Tais sistemas se apresentam como uma plataforma versátil com potencial para aplicação em eletrônica molecular. Nesta etapa, realizamos o cálculo do acoplamento eletrônico para o dímero de um dos derivados de trindole utilizando métodos Hartree-Fock (HF) e Teoria do Funcional Densidade (DFT). Confirmamos a forte dependência dos valores para o acoplamento eletrônico com relação ao método utilizado no cálculo de Química Quântica. Como parte da investigação de novos compostos orgânicos para aplicação em dispositivos de eletrônica molecular, nó examinamos as propriedades eletrônicas e ópticas de um conjunto de moléculas -conjugadas para aplicação em dispositivos de eletrônica molecular. Os sistemas estudados constituem uma série de copolímeros do tipo doador aceitador que diferem na natureza da conjugação sistemas que apresentam o tradicional caminho de conjugação linear ao longo do eixo do esqueleto conjugado, como também aqueles nos quais a conjugação entre as unidades aceitadoras e ortogonal ao eixo molecular. Diferenças significativas nas propriedades ópticas foram observadas nos sistemas conjugados ortogonalmente comparados aos polímeros mais tradicionais, onde os fragmentos doador e aceitador estão em série ao longo da direção do esqueleto conjugado. Os resultados obtidos nesta etapa de analises mostram que as propriedades eletrônicas é ópticas são muito enunciadas pela escolha dos fragmentos doador-aceitador, e estas propriedades podem ser vistas como uma função do caminho de conjugação. Al em disso, estudamos as propriedades eletrônicas e ópticas dos principais carotenóides presentes no óleo de Buriti. Os resultados mostram que o comprimento de conjugação molecular tem influência significativa no gap de energia e absorção óptica. Outro ponto discutido é a precisão dos resultados teóricos comparados aos dados experimentais. Aqui destacamos a dificuldade que os métodos de Química Quântica têm para descrever corretamente os sistemas que apresentam longas cadeias conjugadas, como o poliacetileno e a família das cianinas.