Influência da espessura nas propriedades de absorção e emissão e na morfologia de filmes automontados de poli(p-fenileno vinileno

Abstract

. In this report, we studied the thickness effect on the optical and morphological properties of self-assembled (SA) poly(p-phenylenevinylene) (PPV) films, wich were processed with 5 and 75 layers from a PPV precursor polymer and dodecylbenzenesulfonate, and then, thermally converted at 230 °C. The increase of the film thickness yielded more intense peaks in the vibrational spectral range. The electron-phonon coupling was quantified by the Huang -Rhys factor, that shows the effects on the polymer chain mobility in the interface substrate/polymer. A strong emission anisotropy r=0.57 was observed for the film with 5 layers of thickness decreasing to 0.34 for the film with 75 layers. Finally, the surface topology of the films was measured using Atomic Force Microscopy.Keywords: poly(p-phenylene vinylene); self-assembled films; thickness effect. INTRODUÇÃOOs polímeros eletroluminescentes formam uma nova classe de materiais, denominados semicondutores orgânicos, com grande potencial de aplicação tecnológica, principalmente, na indústria de diodos emissores de luz (ou LEDs -"Light Emitting Diodes") 1,2 . Uma grande revolução no estudo desses materiais ocorreu em 1977 quando acidentalmente, no laboratório do Prof. H. Shirakawa, foram produzidos filmes de poliacetileno que apresentavam um brilho metálico e características bem diferentes das até então conhecidas 3 . Atualmente, diversos polímeros têm sido sintetizados e estudados, apresentando um comportamento semicondutor/condutor similar ao observado no poliacetileno. O maior avanço ocorreu depois do trabalho de R. Friend e colaboradores 4 , em 1990, que mostraram a possibilidade da fabricação de LEDs poliméricos tendo como camada ativa o poli(p-fenilenovinileno) (PPV). Hoje, depois de uma década de pesquisa, LEDs de PPV e seus derivados, denominados de PLEDs ("Polymer Light Emitting Diodes"), são fabricados em laboratórios mostrando elevada eficiência, longo tempo de vida e, o mais importante, emissão em cores variadas 5,6 . A procura por novos materiais poliméricos tem como primeiro estágio a escolha da rota de síntese química, e a possibilidade de obtenção de filmes finos é de fundamental importância para um estudo sistemático das suas propriedades ópticas e eletrônicas. Em particular, o PPV, por não possuir grupos químicos laterais, apresenta uma baixa solubilidade em solventes orgânicos, o que dificulta seu processamento em solução. Recentemente, em 1987, foi possível desenvolver uma rota de síntese química do PPV denominada de "rota do precursor solúvel" 7 , na qual o poli(cloreto de tetraidrotiofeno de xililideno) (PTHT) era o precursor do PPV. Após o processamento do PTHT em forma de filme, este foi submetido a uma etapa de eliminação térmica, a uma temperatura de 300 °C por 6 h, tal como descrito por Bradley 7 . Durante este processo, ocorre a eliminação do grupo lateral tetraidrotiofeno do PTHT, liberando o Cl -e, principalmente acima de 150 °C, com um aumento substancial da termo-oxidação do PTHT. Estes efeitos atuam fortemente na construção de dispositiv...