DESIGN, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO FOTOLUMINESCENTE DE DISPOSITIVOS MOLECULARES CONVERSORES DE LUZ A BASE DE LANTANÍDEOS (Eu³⁺, Tb³⁺ e Gd³⁺)

Os Dispositivos Moleculares Conversores de luz, DMCLs, de complexos com íons lantanídeos, baseiam-se no chamado efeito antena. Este termo, que foi introduzido por Lehn, é utilizado para denominar a conversão descendente de energia via um processo seqüencial de absorção de radiação ultravioleta, transferência de energia intramolecular e emissão de luz envolvendo componentes absorvedores e emissores distintos. Nesse sentido, Grupo de Materiais Fotônicos da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (GMF/UFRB) tem trabalhado no desenvolvimento de modelos mecânico-quântico para descrição detalhada do processo de luminescência em compostos de íons lantanídeos, materiais híbridos orgânicos/inorgânicos contendo estes íons e o desenvolvimento de compostos supramoleculares para aplicações de interesse biológico, produção de filmes, marcadores em geral e OLEDS, etc. Tem sido dada ênfase, em particular, ao estudo teórico-experimental de processos de supressão da luminescência via estados de transferência de carga LMCT, aplicado aos modelos desenvolvidos recentemente, no sentido de ampliar as metodologias para o design de novos materiais luminescentes, em especial para aplicação em nanotecnologia. O tema tem caráter multidisciplinar e visa à continuidade do desenvolvimento racional de novos materiais ópticos com íons lantanídeos. 

PRODUÇÃO DE GUIAS DE ONDAS PLANARES E LASERS EM MATRIZES POLIMÉRICAS LUMINESCENTES COM LANTANÍDEOS

O projeto apresenta os primeiros esforços do Grupo de Materiais Fotônicos (GMF, Grupo de pesquisa registrado no CNPq e certificado pela IES ) da Universiadade Federal do Recôncavo da Bahia-UFRB, campus Amargosa, na direção da preparação de novos materiais para óptica integrada. Guias de onda planares serão preparados e caracterizados por diversas técnicas incluindo acoplamento por prisma (espectroscopia m-lines), microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia eletrônica entre outras. Diferentes matrizes poliméricas luminescentes à base de lantanídeos serão estudadas individualmente. O processo será desenvolvido desde a preparação de uma suspensão coloidal estável destes materiais até a otimização das condições de preparação de filmes para a obtenção de materiais com qualidades ópticas de guias de luz razoáveis e propriedades de emissão de íons lantanídeos favoráveis. Serão estudados principalmente os íons Eu³⁺ e Er³⁺. O primeiro será utilizado principalmente como sonda estrutural no evolução estrutural dos materiais ao longo da rota preparativa. Para as suspensões poliméricas espera-se intensificação de emissão do Eu³⁺ em meio aquoso, com a preparação de novos materiais que poderão ser utilizados como filmes emissores de luz vermelha. O Er³⁺ será utilizado pelo interesse nas suas propriedades de emissão na região de 1,5 um. Será mostrado que a qualidade óptica dos filmes poderá ser melhorada com a introdução dos chamados híbridos orgânicos-inorgânicos. Assim, espera-se obtenção de filmes com qualidades ópticas a partir de suspensões coloidais constituídas de híbridos orgânicos-inorgânicos.

PROTÓTIPO DE CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS E ARTIFICIAIS

Visando dispositivos fotovoltaicos de baixo custo e boa eficiência, pretende-se desenvolver células solares de filmes finos de óxidos metálicos de Nb₂O₅ e TiO₂ sensibilizado por corantes orgânicos, inteligentes baseadas em nanoestruturas semicondutoras, Dye-sensitized Solar Cells (DSSC), de fácil preparação e prontos para os processos de industrialização e de produção. Particular atenção será dada às células solares que contém o óxido de nióbio, Nb₂O₅, dada a sua abundância no Brasil. Espera-se, ao final desta pesquisa, obter o projeto de uma célula fotovoltaica com alta eficiência em conversão energética.

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO ÓPTICA DE DISPOSITIVOS ORGÂNICOS EMISSORES DE LUZ (OLEDS) A BASE DE Eu³⁺ E Tb³⁺ ANCORADOS EM β-DICETONAS

Os OLEDs são dispositivos são constituídos por filmes moleculares nanométricos colocados entre duas placas recobertas por materiais doadores e receptores de elétrons. As moléculas devem apresentar níveis eletrônicos acessíveis para excitação e emissão óptica, como o complexo de 8-oxiquinolina e alumínio. Através da aplicação de uma diferença de potencial entre essas placas, ocorre a recombinação de cargas na junção constituída pelo filme molecular, dando origem à emissão de luz. Polímeros condutores também vêm sendo empregados como materiais eletroluminescentes. A vantagem das telas de OLEDs é a maior visibilidade, tanto angular como em termos de definição e brilho, pois dispensam iluminação de fundo. Além disso, podem ser feitas com a espessura de um cartão de crédito. A exploração das propriedades elétricas e magnéticas pode gerar uma variedade de componentes eletrônicos moleculares, como detectores, transdutores de sinal (que convertem um tipo de sinal em outro), atuadores (que acionam um mecanismo), chaves, memórias e portas lógicas. Outra aplicação importante está na área de sensores e biossensores, onde os materiais moleculares podem ser empregados com vantagens em função de suas propriedades físicas e químicas, além do reconhecimento molecular. Assim sendo, o presente trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs), eficientes e com alta pureza de cor de emissão (estudo do diagrama de cromaticidade), baseados em novos complexos β-dicetonas de Eu³⁺ e Tb³⁺ como camada eletroluminescente. Os objetivos específicos são: (i) Depositar os filmes finos utilizando a técnica de evaporação térmica. (ii) Depositar os compostos orgânicos sobre o ânodo (óxido de estanho dopado com índio) ITO comercial para a produção de dispositivos emissores de luz. (iii) Utilizar vários materiais orgânicos disponíveis para melhorar os mecanismos de injeção e transporte de cargas; (iv) Utilizar técnicas experimentais para caracterizar as propriedades óticas e morfológicas dos filmes finos. (v) Caracterizar os dispositivos através de técnicas de natureza ótica e elétrica. (vi) Obter dispositivos eficientes.