Complexos luminescentes baseados em Tb3+ com alto rendimento quântico

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Leão, Joyce de Mattos
• Orientador(a): Macedo, Andreia Gerniski
• Banca de defesa: Viana Junior, Emilson Ribeiro, Spada, Edna Regina, Malthez, Anna Luiza Metidieri Cruz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fotoluminescência; Luminescência; Metais de terras-raras; Análise espectral; Microscopia eletrônica de varredura; Photoluminescencia; Luminescence; Rare earth metals; Spectrum analysis; Scanning electron microscopy
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4353

Neste trabalho são reportados os resultados dos ligantes N,N'-bis(2-hidroxibenzil)- N,N'-bis(piridina-2-ilmetil)etilenodiamina (H2bbpen) e N,N'-bis(2-hidroxilbenzil)-N,N'- bis(piridin-2-ilmetil)1,2-propanodiamina (H2bbppn) utilizados na síntese dos complexos mononucleares luminescentes: [Tb(bbpen)(NO3)] e [Tb(bbppn)(NO3)]. O ligante H2bbppn difere do H2bbpen pela presença de um grupo metila no ligante, embora sejam muitos similares, os dois complexos apresentaram diferentes propriedades óticas. Resultados de cálculos téoricos para os ligantes H2bbpen e H2bbppn indicam que ambos são adequados para atuar como “antena” em complexos de Tb3+. A fotoluminescência dos complexos foi estudada em temperatura ambiente e 11 K para avaliar e eficiência de sensitização dos ligantes no efeito antena, sendo caracterizada por espectros de emissão, excitação, tempo de vida e rendimento quântico. O complexo [Tb(bbppn)(NO3)] apresentou maior tempo de vida do nível 5D4 (Tb3+), quando comparado com o complexo [Tb(bbpen)(NO3)]. Os valores de rendimento quântico foram (21±2)% e (67±7)%, para os complexos [Tb(bbpen)(NO3)] e [Tb(bbppn)(NO3)], respectivamente. O maior valor de rendimento quântico do [Tb(bbppn)(NO3)] resulta do fato de que na ausência do grupo metila existem caminhos de depopulação não radiativa que estão presentes no complexo [Tb(bbpen)(NO3)] devido ao “bending” associado ao grupo etilenodiamina, estas vibrações são minizadas com a inclusão do grupo metila que deixa a estrutura mais rígida. Além disso, o complexo [Tb(bbppn)(NO3)] têm menor simetria quando comparado com o [Tb(bbpen)(NO3)] e o grupo metila forma ligações fracas com o grupo nitrato, estes fatores também tem influência nas propriedades óticas de compostos baseados em lantanídeos. As medidas de catodoluminescência mostram espectros característicos de Tb3+ com as transições 5D4 →7Fj mostrando o potencial de aplicação destes materiais em displays. Ambos os complexos são solúveis em acetonitrila (ACN) e dimeltilsufóxido (DMSO), o que permite o processamento em filmes finos. Adicionalmente, verifica-se uma alteração estrutural quando os complexos são preparados em soluções concentradas em DMSO, na qual o grupo nitrato é substituído por um DMSO.