Estrutura eletrônica de materiais empregados na camada ativa de células eletroquímicas poliméricas emissoras de luz - Galindo, Levy Alvarenga [UNESP] (2019)
O uso de materiais orgânicos em dispositivos optoeletrônicos tornou-se atraente devido a vários fatores, como o baixo custo de obtenção do produto final, bem como a leveza e a flexibilidade dos dispositivos produzidos. Dentre estes dispositivos incluem-se as células eletroquímicas poliméricas emissoras de luz (PLECs). Tais dispositivos eletrônicos emissores de luz orgânicos são compostos de uma blenda entre um polímero semicondutor e um eletrólito contendo um sal e um condutor iônico polimérico. No entanto, alguns dos mecanismos básicos envolvidos na operação destes dispositivos ainda não são completamente compreendidos. De fato, é bem conhecido que interações específicas envolvendo o polímero semicondutor e o sal iônico desempenham um papel importante de transporte de carga, mesmo sem a plena compreensão dos detalhes associados a essas interações. Neste contexto, aqui relatamos uma abordagem teórica que visa desvendar aspectos básicos sobre o assunto. Para tanto, as propriedades estruturais e de reatividade do polímero semicondutor poli [(9,9-dioctilfluorenil-2,7-diil)-co-(1,4-vinilenofenileno)] e do sal triflato de lítio foram avaliados através de cálculos de estrutura eletrônica empregando o Método Paramétrico 3 (PM3) (abordagem semi-empírica) e a Teoria do Funcional da Densidade (usando o funcional de correlação e troca B3LYP e o conjunto de base 6-31G). Para identificar os locais onde as interações polímero-sal ocorrem preferencialmente, cálculos de reatividade local foram realizados empregando-se os Índices de Fukui condensados-aos-átomos. Os resultados obtidos sugerem que a presença de íons do sal induz alterações significativas nas propriedades eletrônicas do polímero semicondutor, as quais dependem da densidade relativa de íons e do estado de oxidação do polímero, facilitando a injeção e o transporte da carga nos dispositivos. A partir dos cálculos de reatividade e adsorção, importantes limites já experimentalmente identificados, associados à concentração de sal nos sistemas puderam ser interpretados, bem como detalhes acerca do mecanismo de funcionamento das PLECs em diferentes regimes de tensão.