Caracterização de cristais líquidos discóticos derivados de pireno e perileno para aplicações em eletrônica orgânica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Física, Florianópolis, 2017. Os cristais líquidos colunares são semicondutores orgânicos que exibem propriedades únicas, entre elas, a auto-cura de defeitos estruturais, a capacidade de auto- organização, a alta mobilidade de portadores de carga e o fácil processamento por solução, para formação de filmes finos. A partir disto, este trabalho tem por objetivo caracterizar dois cristais líquidos colunares inéditos, um derivado do centro perileno e o outro do centro pireno, com o propósito de investigar suas propriedades para aplicação em dispositivos optoeletrônicos orgânicos. A síntese dos compostos foi realizada pelo grupo do Dr. Harald Bock do Centro de Pesquisa Paul-Pascal, CNRS, Universidade de Bordeaux na França. As mesofases dos compostos foram caracterizadas por meio das medidas de DSC (Calorimetria diferencial de varredura), MOLP (Microscopia de luz polarizada) e DRX (Difração de raios X). Os filmes finos foram depositados pela técnica de spin coating e posteriormente caracterizados opticamente (espectroscopia UV-Visível e de fluorescência) e morfologicamente (AFM). As medidas do tempo de vida do estado excitado em solução e filme foram realizadas para investigar os processos de transferência de energia entre os compostos. Em seguida, foram construídos dispositivos na estrutura de diodo para o estudo das propriedades de transporte, onde a mobilidade de elétrons e de buracos foi mensurada em estruturas distintas, através da aplicação de um modelo teórico às curvas experimentais de densidade de corrente em função do potencial aplicado (J/V). Abstract : Columnar liquid crystals are organic semiconductors that exhibit unique properties, among them self-healing structural defects, self-organizing ability, high mobility of charge carriers and easy processing per solution, for thin film formation. From this, this work aims to characterize two unpublished columnar liquid crystals, one derived from the perylene center and the other from the pyrene center, in order to investigate its properties for application in organic optoelectronic devices. The compounds were synthesized by Dr. Harald Bock from the Paul-Pascal Research Center, CNRS, University of Bordeaux, France. The mesophases of the compounds were characterized by DSC (Scanning Differential Calorimetry), MOLP (Polarized Light Microscopy) and XRD (X-ray Diffraction) measurements. The thin films were deposited by the spin coating technique and later characterized optically (UV-Visible and fluorescence spectroscopy) and morphologically (AFM). Life-time measurements of the excited state in solution and film were performed to investigate the energy transfer processes between the compounds. Next, devices were built in the diode structure for the study of transport properties, where the mobility of electrons and holes was measured in different structures through the application of a theoretical model to experimental curves of current density as a function of potential Applied (J / V).