15 results on '"Marco Aurélio Toledo da Silva"'
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2. Optical and Structural Characterization of Poly(3-methylthiophene) (P3MT) Electrochemically Synthesized
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Marco Aurélio Toledo da Silva, Eduardo Di Mauro, Henrique de Santana, José Leonil Duarte, Edson Laureto, Ivan Frederico Lupiano Dias, and Gisele Alves dos Reis
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Electrochemical Synthesis ,Photoluminescence ,Poly(3-methylthiophene) ,FTIR ,EPR ,Technology (General) ,T1-995 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
In this work was synthesized electrochemically the poly(3-methylthiophene) (P3MT) on transparent conductive substrates of F-doped tin oxide (FTO), using as supporting electrolyte Et4NBF4 or LiClO4 in acetonitrile. To dedope the material, the samples were reduced electrochemically and chemically (in NH4OH solution). The films were characterized by electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) and infrared spectroscopy (FTIR) and their optical properties examined by ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-Vis) and photoluminescence (PL). Scanning electron microscopy (SEM) images of the first synthesized samples were performed to verify the degree of homogeneity of them. The FTIR spectra show the characteristic features of P3MT and, together with the results of EPR, allowed to evaluate the charge carriers and to identify benzoid and quinoid structures in the formation of chains. The UV-Vis absorption spectra helped to obtain the average gap energy of P3MT presenting the π-π* transition band and a bipolaron band. In the PL spectra, with variation of excitation power, studies were performed through the fit with Gaussian functions, given the strong probability of the existence of two distinct contributions in the formation of the emission spectra. These two contributions were assigned to the emission of mixed chains (Gaussian centered at higher energy) and emission of benzoid chains (Gaussian of lower energy) in the formed polymeric material.
- Published
- 2011
3. Optical properties of thin flms of MEH-PPV produced by the spin-coating technique at different rotational speeds
- Author
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Paulo Sérgio Soares Guimarães, Luíz Alberto Cury, Sidney Alves Lourenço, Edson Laureto, José Leonil Duarte, Flávio Alexandre Costa de Oliveira, Ivan Frederico Lupiano Dias, and Marco Aurélio Toledo da Silva
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Conjugated polymers ,Optical properties ,MEH-PPV ,Technology (General) ,T1-995 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
We present a study on the optical properties of thin flms of poly[2-methoxy-5-(20-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene] (MEH-PPV) produced at a concentration of 10 mg/ml xylene. The solution was deposited onto glass substrates by the spin-coating technique at different rotational speeds (300, 1000 and 4000 rpm). We study the effect of rotational speeds on the sample at 300 K, by analyzing the photoluminescence (PL) spectra at different points of the polymeric flm. We also analyze the effects of the excitation power on the optical behavior of MEH-PPV at 300 K. At low temperatures the PL spectra of sample A1000 (1000 rpm) show a narrow peak for the electronic transition and a series of vibronic sidebands which reveal the electron coupling with two different vibronic modes. In the temperature range of 130 K to 290 K, we analyze systematically the transition lineshapes in the optical spectra using Gaussian curves.
- Published
- 2008
4. Caracterização Estrutural e Ótica do Poli(3-metiltiofeno) (P3MT) Sintetizado Eletroquimicamente
- Author
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Gisele Alves dos Reis, Ivan Frederico Lupiano Dias, Henrique de Santana, José Leonil Duarte, Edson Laureto, Eduardo Di Mauro, and Marco Aurélio Toledo da Silva
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Síntese eletroquímica ,Fotoluminescência ,Poli(3-metiltiofeno) ,FTIR ,EPR. ,Technology (General) ,T1-995 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Neste trabalho o poli(3-metiltiofeno) (P3MT) foi sintetizado eletroquimicamente sobre substratos condutores transparentes de óxido de estanho dopado com flúor (FTO), utilizando como eletrólito de suporte Et4NBF4 ou LiClO4 em acetonitrila. Para desdopagem do material, as amostras foram reduzidas eletroquimicamente e quimicamente (em solução de NH4OH). Os filmes foram caracterizados por ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e espectroscopia no infravermelho (FTIR) e suas propriedades óticas analisadas pela espectroscopia de absorção por refletância no ultravioleta-visível (UV-Vis) e espectroscopia de fotoluminescência (PL). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das primeiras amostras sintetizadas foram realizadas para verificarmos o nível de homogeneidade das mesmas. Os espectros de FTIR apresentaram as freqüências características do P3MT e, juntamente com os resultados de EPR, possibilitaram avaliar os portadores de carga e identificar estruturas benzênicas e quinônicas na formação das cadeias. Os espectros de absorção UV-Vis possibilitaram a obtenção do “gap” de energia médio do P3MT apresentando a banda de transição ?-?* e uma banda de bipólaron. Nos espectros de PL, com variação da potência de excitação, foram obtidos ajustes com duas gaussianas, considerando duas contribuições distintas de emissão. Estas duas contribuições foram atribuídas à emissão das cadeias mistas (maior energia) e a emissão das cadeias benzênicas (menor energia) presentes no material polimérico formado
- Published
- 2011
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5. UV-Ozone Chamber Assembled for Treatment and Contact Angle Reduction on PET Surfaces.
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Havena Louise Pavan, Juscelino Valter Barbosas, Andreia Gerniski Macedo, Marco Aurélio Toledo da Silva, and Carlos Eduardo Cava
- Published
- 2024
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6. Propriedades ópticas de filmes finos de MEH-PPV preparados por 'spin-coating' em diferentes velocidades de rotação.
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Marco Aurélio Toledo da Silva, Flávio Alexandre Costa de Oliveira, Ivan Frederico Lupiano Dias, José Leonil Duarte, Edson Laureto, Sidney Alves Lourenço, Luíz Alberto Cury, and Paulo Sérgio Soares Guimarães
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Polímeros conjugados ,Propriedades ópticas ,MEH-PPV. ,Technology (General) ,T1-995 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Apresentamos um estudo das propriedades ópticas de filmes finos de poly[2-methoxy-5-(20-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene] (MEH-PPV), preparados em uma concentração de 10 mg/ml de xileno. A solução foi depositada sobre substrato de vidro por “spin-coating” em três rotações diferentes (300, 1000 e 4000 rpm). Estudamos os efeitos da velocidade de rotação nas amostras a 300 K, analisando os espectros de fotoluminescência (PL) em diferentes pontos do flme polimérico. Analisamos também os efeitos da intensidade de excitação no comportamento óptico do MEH-PPV a 300 K. Em baixas, temperaturas os espectros de PL da amostra A1000 (1000 rpm) mostraram um pico estreito para transição puramente eletrônica e uma série de bandas vibrônicas que revelam o acoplamento com diferentes modos vibrônicos. Na amostra com rotação intermediária (1000 rpm) fzemos uma análise da emissão em função da variação da temperatura no intervalo de 130 K a 290 K. Também analisamos de modo sistemático, a forma de linha por meio de gaussianas comparando as com a literatura.
- Published
- 2008
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7. Synthesis and characterization of CdS/ZnS heterostructures to improve the optical properties of CdS quantum dots
- Author
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Everton Tiago dos Santos Torres, Roberto Masahiko Aoki, João Paulo Almirão de Jesus, José Leonil Duarte, Sidney Alves Lourenço, and Marco Aurélio Toledo da Silva
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Biophysics ,General Chemistry ,Condensed Matter Physics ,Biochemistry ,Atomic and Molecular Physics, and Optics - Published
- 2023
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8. The role of Ce3+/Ce4+ in the spectroscopic properties of cerium oxide doped zinc-tellurite glasses prepared under air
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Edenilson da Silva, M. Sandrini, Marcos Paulo Belançon, Leandro S. Herculano, Maiara Mitiko Taniguchi, Robson Ferrari Muniz, and Marco Aurélio Toledo da Silva
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010302 applied physics ,Cerium oxide ,Materials science ,Dopant ,Doping ,chemistry.chemical_element ,02 engineering and technology ,Zinc ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Condensed Matter Physics ,Photochemistry ,01 natural sciences ,Electronic, Optical and Magnetic Materials ,Amorphous solid ,Cerium ,chemistry ,0103 physical sciences ,Materials Chemistry ,Ceramics and Composites ,0210 nano-technology ,Thermal analysis ,Luminescence - Abstract
Emerging technologies are demanding innovative properties of glasses. In this work Cerium Oxide is used as dopant in Zinc-Tellurite samples and its effects on the properties of the glass are investigated. Thermal analysis and X-ray diffraction confirmed the amorphous nature of all samples. The bivalent nature of Cerium is investigated spectroscopically and an strong redshift induced by the dopant is attributed to charge transfers O 2 − → Ce 4 + , while the 4f-5d transition of Ce 3 + could not be identified in absorption or luminescence measurements. Yellow/red (570/650 nm) emission under 410/450 nm pumping were observed and are originated from Te 4 + ions, which absorbs light in the UV/blue region of the spectrum. The incorporation of some Cerium Oxide enhanced the visible luminescence, though we found no evidence that Cerium ions play some role in the radiative process. The luminescence is enhanced though due changes in the glass network induced by the dopant.
- Published
- 2020
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9. Propriedades ópticas de filmes finos de MEH-PV e BDMO-PPV depositados sobre diferentes tipos de substratos
- Author
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Marco Aurélio Toledo da Silva, Ivan Frederico Lupiano Dias ., José Leonil Duarte, Henrique de Santana, Paulo Sérgio Soares Guimarães, and Alexandre Marletta
- Abstract
Neste trabalho estudamos as propriedades ópticas e estruturais de filmes poliméricos de MEH-PPV e BDMO-PPV depositados sobre diferentes tipos de substratos, e apresentamos passo a passo a metodologia para se fabricar dispositivos OLED. Para o estudo das propriedades ópticas depositamos, pela técnica de spin-coating, soluções de MEH-PPV/Clorofórmio e BDMO-PPV/Xileno sobre vidro, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, Zn, etc. (substratos metálicos), lona, lona resinada, jeans e nylon (substratos têxteis), garapera, cumaru, roxinho, cambará, ipê, papel (substratos de celulose). Realizamos medidas de fotoluminescência (PL), absorção, refletividade, Raman, e microscopia eletrônica de varredura (SEM). Comparamos os resultados obtidos e analisamos as diferenças intra, inter grupos e com os dados disponíveis na literatura. As propriedades ópticas de modo geral não parecem ser influenciadas pelos diferentes tipos de substratos empregados. O ajuste dos espectros de PL com gaussiana leva a bons resultados se realizado fixando o máximo das gaussianas com a máxima energia das transições (00) e (01) e deixando a banda (02) livre. O modelo proposto por Cury e colab. [J. Chem. Phys. 121, 3836, (2004)] para ajustar a forma de linha de PL proporciona uma análise sistemática da contribuição dos diferentes modos vibracionais para a formação da banda (01) com a variação da temperatura. O uso de substratos metálicos mostrou que o fator de Huang-Rhys diminui com o aumento da refletividade do metal sobre o qual o filme está depositado. O espectro de PL dos filmes depositados sobre lona e nylon apresenta uma inversão na intensidade do pico (00) com a do pico (01) com o aumento da temperatura tentativamente explicado pela sobreposição de modos vibracionais do substrato com os modos do polímero na região da primeira banda vibrônica (01). Os espectros de eletroluminescência e as curvas IxV indicam inicialmente que o MEH-PPV possibilita a preparação de OLED´s com menor tensão de ativação que o BDMO-PPV. Este resultado inicial necessita, entretanto de um estudo mais sistemático, uma vez que a tensão de ativação é muito alta comparada com resultados da literatura. In this work we study the optical and structural properties of polymeric films of MEH-PPV and BDMO-PPV deposited on different types of substrata, and we show, step by step, the methodology to manufacture OLED devices. To study the optical properties we have deposited, by spin-coating technique, solutions of MEH-PPV/Chloroform and BDMO-PPV/Xylene on: glass; Al, Ag, Cu, Cr, Ni, Zn, etc. (metals substrata); canvas, resined canvas, jeans and nylon (textile substrata); garapera, cumaru, roxinho, cambará, ipê, and paper (cellulose substrata). We have performed measurements of photoluminescence (PL), absorption, reflectivity, Raman, and scanning electronic microscopy (SEM). We compared the obtained results and we analyzed the differences among substrates intra-groups, inter-groups groups and with the available data in the literature. The optical properties in general do not seem to be influenced by different types of employed substrata. The fit of the PL spectra with Gaussians leads to the good results if performed keeping the maxima of the Gaussians at the maximum energy of the transitions (00) e (01) and leaving the band (02) free. The model proposed by Cury e colab. [J. Chem. Phys. 121, 3836, (2004)] to fit the PL line shape provides a systematic analysis of the contribution from the different vibrational modes to the formation of the band (01) as a function of temperature. The use of metallic substrata has shown that the Huang-Rhys factor decreases with the increase in the reflectivity of the metal on which the film is deposited. The PL spectra of the films deposited on canvas and nylon show an inversion in the intensity of the peak (00) with the intensity of the peak (01) with the increase the temperature, tentatively explained by overlapping of vibrational modes of the substratum with the vibrational modes of the polymer in the first vibronic band region (01). The electroluminescence spectra and the IxV curves indicate initially that MEH-PPV makes possible the preparation of OLED's with smaller activation voltage than the one for BDMO-PPV. However, this initial results need a more systematic study, since the activation voltage is very high compared with results of the literature.
- Published
- 2009
10. Estudo das transições excitônicas em poços quânticos através da técnica de fotoluminescência
- Author
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Marco Aurélio Toledo da Silva, Ivan Frederico Lupiano Dias, Pedro Pablo Gonzales Borrero., and José Leonil Duarte
- Abstract
Neste trabalho investigamos, através da técnica de fotoluminescência, um conjunto poços quânticos de AlxGa1-xAs/GaAs de largura de 60 Å com concentração de alumínio x variando entre 0.05 e 0.35, preparados pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE), sobre um substrato de GaAs orientado na direção [100]. Através da análise dos resultados obtidos identificamos o pico principal do espectro de fotoluminescência e analisamos seu comportamento em função da temperatura e potência de excitação. Fizemos um estudo do comportamento do gap de energia (ou da transição excitônica) em função da temperatura (8.5 a 100 K) a 7.0 mW (potência de excitação alta o suficiente para blindar as flutuações de potencial) utilizando os modelos propostos por Viña e Pässler (tipo-p e tipo-.). Comparamos os parâmetros de ajuste de Eg(T) dos poços com os resultados obtidos para o GaAs bulk à mesma potência de excitação e analisamos o efeito do confinamento e da variação da concentração de Al sobre os parâmetros dos diferentes modelos de ajuste. It was analyzed in this work, by means of the photoluminescence technique, a set of quantum wells of AlxGaAs with a width of 60A with aluminum x concentration ranging between 0.05 and 0.35, prepared by the MBE (molecular beam epitaxy) technique, on a GaAs substrate guided in the [100] direction. Through the analysis of the obtained results the main peak of the photoluminescence spectrum was identified, and its behavior was analyzed in terms of temperature and excitation power. A study of the gap of energy behavior (or the excitonic transition) due to the temperature (8.5 to 100 K) at 7.0 mW (excitation power high enough to protect the fluctuation of the potential) was carried out, using the models proposed by Viña and Passler (type-p and type-p). The Eg(T) adjustment parameters of the wells were compared with the results obtained for the bulk GaAs to the same excitation power, and the confinement and variation effect of the Al concentration on the parameters of the different models of adjustment were analyzed.
- Published
- 2006
11. Studies on perovskite based photovoltaic devices : influence of interfaces and atmospheric condition of the production environment
- Author
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Helder Scapin Anizelli, Edson Laureto ., Eralci Moreira Therézio, Marco Aurélio Toledo da Silva, Sidney Alves Lourenço, and Alexandre Urbano
- Abstract
Compostos orgânico-inorgânicos sob a forma geral ABX3 (onde A é o constituinte orgânico, B é um metal e X é um elemento halogênio) e que se organizam em uma estrutura denominada perovskita, apresentam propriedades optoeletrônicas bastante adequadas para aplicação em dispositivos fotovoltaicos. O baixo custo, a facilidade de processamento, e a alta eficiência de conversão de luz em energia elétrica apresentada por esses dispositivos, motivaram nos últimos anos um intenso processo de investigação das propriedades destes materiais, com o consequente aprimoramento de suas características, fazendo com que, atualmente, a eficiência de dispositivos baseados nesses compostos já ultrapasse 25%, o que os torna uma alternativa competitiva à, já muito bem, estabelecida tecnologia fotovoltaica baseado no silício policristalino. No entanto, para que os dispositivos de perovskita alcancem uma realidade de mercado, alguns desafios importantes ainda precisam ser superados. Uma questão crucial é a relativamente baixa estabilidade química dos compostos de perovskita, que sofrem um processo irreversível de degradação quando expostos à atmosfera ambiente úmida, alta temperatura e radiação ultravioleta. Outra questão importante diz respeito ao processo de fabricação dos dispositivos, que normalmente é executado inteiramente em um ambiente de atmosfera inerte e livre de umidade, o que é uma exigência incompatível com uma linha de produção. No presente trabalho, foram realizadas investigações no sentido de contribuir para o avanço da tecnologia fotovoltaica baseada nas perovskitas, abordando esses dois aspectos. Na primeira parte do trabalho, faz-se um relato da influência da funcionalização das camadas transportadoras com monocamadas automontadas, no sentido de promover tanto uma maior estabilidade química dos filmes de perovskita quanto estender o tempo de vida útil de dispositivos fotovoltaicos baseados nesses filmes. A inclusão de monocamadas automontadas mostrou-se ser um artifício eficaz para este fim, tanto para dispositivos com estrutura direta quanto com estrutura invertida. Já na segunda parte, é realizada uma proposta de procedimento para confecção de dispositivos de perovskita em ambiente de atmosfera aberta, com umidade relativa do ar em torno de 50% e em temperatura ambiente em torno de 20 °C (condições bastante adequadas para uma linha de produção). Os dispositivos produzidos a partir deste procedimento demonstraram eficiências razoáveis, e através dos resultados de testes de estabilidade, foram identificados os processos que levam à deterioração dos parâmetros elétricos destes dispositivos com o transcorrer do tempo. Desta forma, este trabalho de tese apresenta metodologias e procedimentos que podem contribuir efetivamente para o aprimoramento da tecnologia fotovoltaica baseada em compostos de perovskita. Organic-inorganic compounds in the general form ABX3 (where A is the organic constituent, B is a metal and X is a halogen element), which are organized in a structure called perovskite, have very suitable optoelectronic properties for application in photovoltaic devices. The low cost, the ease of processing, and the high efficiency of converting light into electrical energy presented by these devices have motivated, in recent years, an intense process of investigation of the properties of these materials, with the consequent improvement of their characteristics. Such development caused the efficiency of devices based on these compounds already exceed 25% currently, which makes them a competitive alternative to the already very well established photovoltaic technology based on polycrystalline silicon. However, for perovskite devices to reach a market reality, some important challenges still need to be overcome. A crucial issue is the relatively low chemical stability of perovskite compounds, which undergo an irreversible degradation process when exposed to humid ambient atmosphere, high temperature and ultraviolet radiation. Another important issue concerns the device manufacturing process, which is normally performed entirely in an inert atmosphere and moisture-free environment, a requirement that is incompatible with a production line. In the present work, investigations were carried out in order to contribute to the advancement of photovoltaic technology based on perovskites, addressing these two aspects. In the first part of the work, a report is made of the influence of the functionalization of carrier transporting layers with self-assembled monolayers, in order both to promote greater chemical stability of perovskite films and to extend the lifetime of photovoltaic devices based on these films. The inclusion of self-assembled monolayers has proven to be an effective artifice for this purpose, both for devices with a direct structure and with an inverted structure. In the second part, a proposal is made for a procedure to make perovskite devices in an open atmosphere, with relative air humidity around 50% and at ambient temperature around 20 °C (very suitable conditions for a line of production). The devices produced from this procedure demonstrated reasonable efficiencies, and through the results of stability tests, the processes that lead to the deterioration of the electrical parameters of these devices over time were identified. Thus, this thesis work presents methodologies and procedures that can effectively contribute to the improvement of photovoltaic technology based on perovskite compounds.
- Published
- 2021
12. Study of the optical and electronic properties of new polymer and hybrid blends for WOLEDs manufacture
- Author
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Wesley Renzi, José Leonil Duarte ., Roberto Mendonça Faria, Marco Aurélio Toledo da Silva, Edson Laureto, and Henrique de Santana
- Abstract
Os dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) tem atraído cada vez mais a atenção tanto da comunidade científica quanto da indústria, nos últimos anos. A proposta de se criar um dispositivo flexível, de alta eficiência e baixo custo de produção, instigou um aumento nas pesquisas por novos materiais e misturas (blendas) para confecção de OLEDs, em particular, os que apresentam emissão branca (WOLEDs). Nesta tese estudamos as propriedades ópticas e eletrônicas de diferentes blendas e, posteriormente, confeccionamos OLEDs a partir das mesmas, visando a obtenção de emissão branca. Para tal, os resultados obtidos nesta tese são apresentados em três seções: caracterização dos compostos e das blendas de PFO e P3OT, e das blendas híbridas de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, e confecção de dispositivos com estas blendas; caracterização dos compostos, blendas binárias e ternárias envolvendo PDHF, LaPPS 40 e Ir(MDQ)2(acac), e confecção de dispositivos a partir das blendas ternárias; caracterização óptica e estrutural do copolímero TFB por meio de simulações computacionais (DFT) e experimentação, comparando a qualidade dos resultados obtidos nas simulações. Ao estudar as blendas de PFO:P3OT, nos deparamos com uma emissão intermediária (verde), extrínseca à emissão obtida dos filmes separados de PFO (azul) e P3OT (vermelha). Esta emissão inesperada fez com que as blendas de PFO:P3OT apresentassem emissão ao longo de todo o espectro visível, nos instigando a confeccionar OLEDs que pudessem apresentar emissão branca. Buscando explicar a origem da emissão intermediária, e assim controlar sua emissão, realizamos um estudo aprofundado sobre estas blendas, caracterizando sua absorção, fotoluminescência, tempo de decaimento de emissão, microscopia confocal, dentre outras técnicas. Posterior à caracterização óptica, confeccionamos dispositivos de PFO:P3OT cuja emissão branca não foi satisfatória devido à falta de uma emissão verde mais acentuada. Para contornar esta ausência foram então confeccionados novos dispositivos, agora com a blenda híbrida de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, utilizando os pontos quânticos de CdSe(ZnS) com emissão na região do verde, possibilitando chegar a dispositivos com emissão branca estável e que operam em baixas potências. O próximo conjunto de materiais estudado era constituído pelos polímeros PDHF e LaPPS 40, e uma pequena molécula de Ir(MDQ)2(acac). Realizamos as caracterizações ópticas dos materiais e investigamos a transferência de energia entre cada blenda binária. Após aprender mais sobre os mecanismos de transferência de energia envolvidos, confeccionamos OLEDs de blendas ternárias de PDHF:LaPPS 40:Ir(MDQ)2(acac), com emissão branca. Por fim, visto a grande aplicabilidade do copolímero TFB na confecção dos dispositivos e a pequena quantidade de trabalhos que versam sobre sua caracterização óptica, optamos por estudá-lo mediante diferentes técnicas experimentais, e ainda, utilizar os métodos computacionais como ferramenta auxiliar na caracterização de suas propriedades. Com essa finalidade, realizamos simulações de DFT para determinar as propriedades vibracionais do TFB sendo seus resultados utilizados na reconstrução do espectro de emissão do composto. Os resultados obtidos via DFT e experimentalmente foram comparados de forma a demonstrar a qualidade dos métodos computacionais. Os objetivos foram cumpridos, e os resultados alcançados se mostraram promissores e pertinentes para aplicações em larga escala. Organic light-emitting devices (OLEDs) have attracted increasing attention from both the scientific community and industry in recent years. The proposal to create a flexible device, with high efficiency and low cost of production have instigated an increase in the research for new materials and blends for the manufacture of OLEDs, in particular those with white emission (WOLEDs). In this thesis, we studied the optical and electronic properties of different blends and, later, we made OLEDs from them, aiming to obtain white emission. For this, the results obtained in this thesis are presented in three sections: characterization of PFO and P3OT composites and blends, and of the PFO:CdSe(ZnS):P3OT hybrid blends, making devices with these blends; characterization of the compounds, binary and ternary blends involving PDHF, LaPPS 40 and Ir(MDQ)2(acac), and fabrication of devices from the ternary blends; optical and structural characterization of the TFB copolymer making use of computational simulations (DFT) and experimentation, comparing the quality of the results obtained in the simulations. When studying the PFO: P3OT blends, we faced an intermediate (green) emission, extrinsic to the emission obtained from the separated PFO (blue) and P3OT (red) films. This unexpected emission caused the PFO:P3OT blends to emit across the visible spectrum, inciting us to make OLEDs that could have a white emission. In order to explain the origin of the intermediate emission, and to control its emission, we carried out an in-depth study on these blends, characterizing their absorption, photoluminescence, emission decay time, confocal microscopy, among other. After the optical characterization we made PFO:P3OT devices whose white emission was not satisfactory due to the lack of a more pronounced green emission. In order to circumvent this absence, new devices were created, now with the hybrid PFO:CdSe(ZnS):P3OT hybrid blend, using the quantum dots of CdSe(ZnS) with emission in the green region, making it possible to reach stable white emission and operating at low power. The next set of materials studied consisted of the polymers PDHF and LaPPS 40, and a small molecule of Ir(MDQ)2(acac). We performed the optical characterization of the materials and investigate the energy transfer between each binary blend. After learning more about the energy transfer mechanisms involved, we made OLEDs of PDHF:LaPPS 40:Ir(MDQ)2(acac) ternary blends, with white emission. Finally, because of the great applicability of the TFB copolymer in the confection of the devices, and the small amount of works on its optical characterization, we have chosen to study it using different experimental techniques, and also to use the computational methods as an auxiliary tool in the characterization of its properties. For this purpose, we performed DFT simulations to determine the vibrational properties of the TFB and its results were used in the reconstruction of the emission spectrum of the compound. The results obtained via DFT and experimentally were compared in order to demonstrate the quality of the computational methods. The objectives were met, and the results achieved were promising and relevant for large scale applications.
- Published
- 2019
13. Application of materials with down-shifted luminescence in P3HT: PCBM organic photovoltaic devices
- Author
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Ricardo Vignoto Fernandes, Edson Laureto ., José Leonil Duarte, Marco Aurélio Toledo da Silva, Sidney Alves Lourenço, and Clarissa de Almeida Olivati
- Abstract
Nas últimas décadas houve um grande aumento na pesquisa em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, principalmente por proporcionarem uma alternativa de baixo custo para geração de energia elétrica. Entretanto, ao comparar células solares orgânicas com as inorgânicas mais tradicionais, é visto que a eficiência e a durabilidade ainda deixam a desejar. O objetivo desta tese é utilizar uma camada que contenha materiais luminescentes para aumentar a eficiência e a durabilidade de dispositivos fotovoltaicos orgânicos, através de um processo puramente óptico baseado no efeito de deslocamento da fotoluminescência (PL) para menores energias − do inglês luminescence down-shifting effect (LDS). Os materiais luminescentes, tanto individualmente quanto misturados, foram dispersos em uma matriz polimérica de PMMA, a qual é opticamente inerte para comprimentos de onda maiores que 300 nm. A escolha dos materiais foi baseada na posição de seus espectros de absorbância e de PL, considerando a curva de eficiência quântica externa (EQE) do dispositivo. Em um primeiro momento, o uso de camadas contendo misturas de materiais luminescentes levaram a um aumento relativo de aproximadamente 600% no tempo de vida da célula fotovoltaica, sem no entanto produzir um aumento significativo na eficiência da mesma. Foi então realizado um trabalho experimental de variação dos parâmetros de produção das camadas luminescentes, no sentido de aprimorar suas propriedades ópticas visando ao aumento da eficiência dos dispositivos. Com isso, foi possível obter uma camada que proporcionou um aumento relativo de 20% na densidade de corrente de curto circuito produzida pela célula, um resultado bastante satisfatório quando comparado com trabalhos anteriores. In the last decades there has been a great increase in the research on organic photovoltaic devices, mainly for providing a low cost alternative for electric energy generation. However, when comparing organic with the more traditional inorganic solar cells, it is seen that efficiency and durability are still lacking. The objective of this thesis is to use a layer containing luminescent materials to increase the efficiency and durability of organic photovoltaic devices, through a pure optical process based on the shifting of photoluminescence (PL) for lower energies − the so called luminescence down-shifting effect (LDS). The luminescent materials, both individually and in admixture, were dispersed in a polymer matrix of PMMA, which is optically inert at wavelengths greater than 300 nm. The choice of materials was based on the position of their absorbance and PL spectra, considering the external quantum efficiency (EQE) curve of the device. Initially, the use of layers containing mixtures of luminescent materials led to a relative increase of approximately 600% in the lifetime of the photovoltaic cell, however without producing a significant increase in its efficiency. Then, an experimental work was carried out by varying the production parameters of the luminescent layers, aiming to improve their optical properties in order to increase the efficiency of the devices. With this, it was possible to obtain a layer that provided a relative enhancement of 20% in the short-circuit current produced by the cell, a very satisfactory result when compared to previous works.
- Published
- 2018
14. Study of optical and electrical properties of thin films of copper selenide obtained by 'chemical bath'
- Author
-
Gustavo Yamanishi, Alexandre Urbano ., Edson Laureto, and Marco Aurélio Toledo da Silva
- Abstract
O seleneto de cobre é um semicondutor tipo p com características energéticas adequadas para aplicações em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos de filmes finos. Na literatura encontram-se poucos trabalhos que utilizam o planejamento de experimentos com a finalidade de otimização dos parâmetros de síntese de filmes finos assim como são raras a aplicação de filmes finos de seleneto de cobre em diodos orgânicos emissores de luz (OLED). Com o objetivo de se investigar a otimização das propriedades ópticas e elétricas de filmes finos de seleneto de cobre, obtidos pela técnica de banho químico neste trabalho delineou-se um planejamento fatorial 23 com ponto central em triplicata, para estudar a influência dos parâmetros de síntese nas respostas de transmitância e resistividade. As variáveis escolhidas foram concentração da solução de selenossulfato de sódio, tempo de reação e espessura dos filmes. As respostas analisadas foram resistividade de superfície, transmitância e refletância óptica, energia de gap, estrutura cristalina, espessura e composição elementar. Construíram-se OLEDs com a deposição de MDMO-PPV e alumínio sobre os filmes finos de seleneto de cobre, a fim de se avaliar a integração dos filmes ao processo de eletroluminescência. Os filmes de seleneto de cobre produzidos apresentaram resistividade de superfície entre 30,49 e 853,59 Ω/□ e transmitância óptica entre 11,93 e 49,50% para a faixa de comprimento de onda entre 574 a 584 nm. O planejamento indicou claramente que quanto maior a transmitância maior a resistividade elétrica e vice-versa. Os filmes apresentaram-se amorfos e compostos por átomos de cobre e selênio isentos de contaminantes. A energia de gap média dos filmes foi de 2,08 eV sendo que apenas os dispositivos produzidos com filmes finos de seleneto de cobre com as configurações +++, +-- e 000 contribuíram para a promoção da eletroluminescência na camada de MDMOPPV. Destes resultados pode-se concluir que as propriedades físicas dos filmes são fortemente dependentes dos parâmetros de síntese e que, sendo as grandezas de transmitância e resistividade diretamente proporcionais, deve-se optar pela configuração que atenda à aplicação desejada. The copper selenide is a p-type semiconductor with energy characteristics suitable for applications in electronic and optoelectronic thin film devices. In the literature, there are few papers that use the desing of experiments with the purpose of optimizing thin film synthesis parameters, as well as the application of copper selenide thin films in organic light emitting diodes (OLED).In order to investigate the optimization of the optical and electrical properties of thin films of copper selenide thin films obtained by the chemical bath technique, a 23 factorial design in triplicate with a central point was delineated to study the influence of the parameters of synthesis in the transmittance and resistivity responses. The selected variables were concentration of sodium selenosulfate solution, reaction time and film thickness. The analyzed responses were surface resistivity, optical transmittance and reflectance, gap energy, crystalline structure, thickness and elemental composition. . OLEDs were constructed with the deposition of MDMO-PPV and aluminum on the copper selenide thin films, in order to evaluate the integration of the films into the electroluminescence process. The produced copper selenide films presented surface resistivity between 30.49 and 853.59 Ω/□ and optical transmittance between 11.93 and 49.50% for the wavelength range between 574 and 584 nm. The design clearly indicated that the higher the transmittance the greater the electrical resistivity and vice versa. The films were amorphous and composed of copper and selenium atoms free of contaminants. The mean energy gap of the films was 2.08 eV and only devices produced with thin films of copper selenide with +++, +-- and 000 configurations resulted in electroluminescence in the MDMO-PPV layer. From these results can be concluded that the physical properties of the films are strongly dependent on the synthesis parameters and that, being the values of transmittance and resistivity directly proportional, one must choose the configuration that meets the desired application.
- Published
- 2018
15. Signal conditioning systems based on measuring the near infrared diffuse reflection
- Author
-
Fábio Augusto Gentilin, José Alexandre de França ., Elisa Yoko Hirooka, Flavio Henrique Vasconcelos, and Marco Aurélio Toledo da Silva
- Abstract
A espectroscopia do infravermelho possibilita o estudo das características de amostras diretamente em seu estado natural, sendo, portanto, um método de análise não destrutivo que permite que as amostras sejam testadas em praticamente qualquer estado físico. Esta característica lhe confere a capacidade de operação em ambientes onde a velocidade de resposta (medição em tempo real) é um fator determinante ou não permite alteração da forma física da amostra em estudo. A pesquisa desenvolvida por este trabalho, oferece uma solução em instrumentação eletrônica baseado na reflectância difusa do infravermelho próximo (NIR). O sistema desenvolvido foi avaliado com base na detecção de umidade em amostras de café solúvel e realiza leituras instantâneas que são integradas a um computador pessoal. O sistema de aquisicão possui controle de temperatura, que estabiliza a variacão térmica sobre o fotodetector de modo a minimizar sua influência sobre o sinal de saída. Os resultados com amostras mostram que o sistema de aquisição é sensível a variaçõoes de umidade, podendo também ser aplicado na detecção de concentrações de outras substâncias de interesse. The infrared spectroscopy allows the study of characteristics of samples directly in natural state, in other words, it is a non destructive analysis method that allows samples to be are tested in almost any physical state. This feature offer the ability to operate in environments where speed of response (measured in real time) is a factor or does not allow changing the physical form of the sample under study. The research developed in this work offers a solution in electronic instrumentation based on diffuse reflectance near infrared (NIR). The developed system was evaluated based on detection of moisture in instant coffee samples and performs instantaneous readings that are integrated into a personal computer. The acquisition system has temperature control, which stabilizes the thermal variation of the Photodetector so as to minimize its influence on the output signal. The results show that samples the purchasing system is sensitive to variations in humidity, can also be applied in the detection of concentrations of other substances of interest.
- Published
- 2012
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