Propriedades Ópticas e Vibracionais de Compostos Orgânicos Visando Aplicações em Optoeletrônica

Abstract

No presente trabalho são investigadas experimental e teoricamente as propriedades ópticas e estruturais de compostos orgânicos da família hidroxifenil benzazolas visando aplicações em diodos orgânicos emissores de luz e dispositivos fotoelétricos. O estudo foi desenvolvido buscando a caracterização dos compostos e efeito da adição de um radical amina em diferentes posições de uma molécula de 2-(2’-hidroxifenil)benzoxazola. Foram realizados experimentos de absorção e fotoluminescência para verificar as energias de excitação e fluorescência dos compostos, bem como o deslocamento Stokes. As propriedades ópticas e estruturais também foram investigadas teoricamente. Para tanto, utilizou-se uma abordagem computacional de cálculos de primeiros princípios, baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), implementados no programa SIESTA (Spanish Initiative for Eletronic Simulations with Thousand of Atoms), com as interações entre elétrons e íons descritas pela aproximação de pseudopotencial. Foi feita uma investigação da estrutura geométrica molecular, obtendo-se as distâncias interatômicas, estrutura dos orbitais eletrônicos, diagrama das bandas de energia, vibrações moleculares, e frequências dos modos vibracionais. Através da espectroscopia Raman foram obtidas as frequências dos modos vibracionais Raman ativos, que puderam ser comparados com os resultados teóricos da simulação.

In the present work are investigated experimentally and theoretically the optical and structural properties of organic compounds of hydroxyphenyl benzazole family, aiming at applications in organic light-emitting diodes and fotoeletrical devices. The study was carried out searching for the characterization of the compounds and the effect of addition of an amine radical at different positions in one molecule of 2-(2'-hydroxyphenyl) benzoxazole. Experiments were conducted to determine the absorption and photoluminescence excitation energies and the fluorescence of the compounds as well the Stokes shift. The structural and optical properties were also investigated theoretically. For this purpose, was used a computational approach to first-principles calculations based on Density Functional Theory (DFT), implemented in the program SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousand of Atoms), with interactions between electrons and ions described by pseudopotential approach. An investigation of the molecular geometric structure, obtaining the interatomic distances, the structure of the electronic orbitals, diagram of the energy bands, molecular vibrations and frequencies of vibrational modes. By Raman spectroscopy we obtained the frequencies of Raman active vibrational modes, which could be compared with the theoretical results of the simulation.