Generation and recombination of excited states in organic semiconductors

Abstract

Desde de a descoberta das propriedades de emissão de luz atribuídas aos semicondutores orgânicos baseados em grupos fenil na década de 90, esforços consideráveis têm sido empregados no estudo de propriedades fotofísicas desses materiais. Vantagens interessantes como facilidade de síntese, flexibilidade, baixo custo de produção e vasta área de aplicação tornam os semicondutores orgânicos atrativos para a indústria de eletrônicos, particularmente quando a fabricação de uma nova tecnologia de telas é considerada. Existem várias aplicações em potencial tais como células solares orgânicas, transistores de filme–fino e diodos emissores de luz orgânicos (OLDEs). A dinâmica de recombinação entre quase–partículas, de maneira a formar espécies excitadas, tem sido identificada como um processo importante nessas aplicações. Um dos desafios relevantes na ciência e tecnologia de semicondutores orgânicos é a caracterização dos efeitos de temperatura e impureza sobre a geração e recombinação entre quase–partículas. Com isso, o entendimento de como tais efeitos desempenham o papel de alterar a dinâmica de formação de novos produtos é de fundamental importância para o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos mais eficientes. Nesta tese, a dinâmica de recombinação entre quase–partículas em semicondutores orgânicos é investigada numericamente sob influência de impurezas, interações coulombianas, temperatura e campo elétrico externo. O objetivo desse trabalho é fornecer um panorama físico dos produtos e seus respectivos rendimentos resultantes da recombinação entre diferentes tipos de quase–partículas em semicondutores orgânicos, principalmente quando os efeitos mencionados acima são levados em consideração, contribuindo para a compreensão deste processo, que pode fornecer orientações para aprimorar, por exemplo, a eficiência de processos que envolvam eletroluminescência em dispositivos optoeletrônicos tais como OLEDs.