Mecanismos de fluorescência atrasada em polímeros conjugados

Neste trabalho estudamos as propriedades ópticas em dois conjuntos de amostras, amostras fabricadas com o copolímero F8T2 (Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-bithiophene)) e amostras fabricadas com o polímero P3HT (Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)). As amostras foram produzidas em dois arranjos distintos, em solução e em filmes com Zeonex®. A caracterização óptica foi realizada através de técnicas padrões de absorção óptica, fotoluminescência e eficiência quântica de emissão. Foram utilizadas também técnicas mais sofisticadas que apresentam resolução temporal, são elas, fluorescência resolvida no tempo e medidas de fluorescência atrasada, utilizando, respectivamente, um sistema baseado no método de contagem de fótons únicos correlacionados temporalmente e um sistema dipondo de uma iCCD (intensified Charge-Coupled Device) capaz de detectar a emissão de fluorescência atrasada e a emissão fosforescente. As medidas ópticas foram realizadas sob diferentes temperaturas e diferentes potências do laser de excitação. Mostramos, com base em resultados experimentais, que o mecanismo termicamente ativado (TADF) é o responsável pela geração de emissão fluorescente atrasada no conjunto de amostras fabricadas com o copolímero F8T2. Para o conjunto de amostras fabricadas com o polímero P3HT, mostramos que o mecanismo gerador de fluorescência atrasada é o mecanismo de aniquilação tripleto-tripleto (ATT). Além da caracterização do efeito de fluorescência atrasada apresentamos ainda os espectros de emissão fosforescente dos dois materiais, o que nos permitiu um estudo mais completo dos estados tripletos.In this work, we studied optical properties of two different groups of samples, which were made with the F8T2 copolymer (Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-bithiophene)) and the P3HT polymer (Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)) belonging to the first and second group, respectively. The samples were produced in two different ways: in diluted solutions and in films containing Zeonex®. The optical characterizations of the samples were performed by standard Optical Absorption, Photoluminescence and Photoluminescence Quantum Efficiency techniques. Other sophisticated techniques with temporal resolution namely Time Correlation Single Photon Counting Technique and measurements of Delayed Emissions and Phosphorescence using a sensitive gated iCCD camera (intensified Charge-Coupled Device) were also used. The measurements were performed as a function of the excitation laser intensity and/or as a function of temperature. We showed that the delayed fluorescence (DF) recorded for F8T2 samples originate from Thermally Activated Delayed Fluorescence mechanism (TADF) whereas it was origineted from Triplet-Triplet Annihilation mechanism for P3HT samples. Beyond the delayed fluorescence characterization, the phosphorescent emission spectra were also recorded for F8T2 and P3HT, which allowed us to make a complete study of the triplet states for these materials