Espectroscopia de dispositivos semicondutores orgânicos

Resumo

Dispositivos optoeletrônicos baseados em materiais orgânicos conjugados vêm se tornando uma alternativa atrativa em relação aos dispositivos inorgânicos, devido aos seus baixos custos e maior versatilidade, visto que eles combinam as propriedades semicondutoras com a facilidade de processamento e diversidade química de polímeros e pequenas moléculas. Células solares, fotodetectores e diodos emissores de luz orgânicos são exemplos desses dispositivos. Entretanto, melhorias no tempo de vida e desempenho desses dispositivos dependem de um conhecimento profundo dos processos fotofísicos e eletrônicos que ocorrem nesses materiais. Nesse projeto visamos investigar a dinâmica da extração e recombinação de cargas em células solares orgânicas, combinando a espectroscopia de absorção transiente (PA, do inglês photoinduced absorption) com medidas de fotocorrente transiente (PC, do inglês photocurrent). Durante a estadia do prof. visitante no IFSC-USP, ele familiarizar-se-á com nossas montagens experimentais de PA e PC, ajudando também a estender nosso aparato de PA estacionária para realizar medidas transientes na escala de tempo de ns a ms, e usá-lo para investigar a dinâmica de recombinação de cargas em células solares orgânicas. Ele também será introduzido às técnicas de espectroscopia não linear baseadas na geração de segundo harmônico (SHG, do inglês second-harmonic generation) e geração de soma de frequências (SFG, do inglês sum-frequency generation), as quais estamos aplicando ao monitoramento do campo elétrico em dispositivos orgânicos, com o objetivo principal de mapear o campo elétrico em transistores de efeito de campo orgânicos (OFETs, do inglês organic field-effect transistors). O candidato tem larga experiência na fabricação e caracterização de células solares orgânicas. Ele vinha pesquisando o papel da interface doador-aceitador em uma célula solar de heterojunção, isto é, interfaces orgânicos-inorgânicos em células solares híbridas e sensibilizadas por corante (DSSC), interfaces orgânico-orgânico em células solares poliméricas, e interfaces duplas orgânico-orgânico-inorgânico em células DSSC de estado sólido. Ele também já trabalhou bastante com espectroscopia de absorção transiente de femtossegundos (fs-TAS) de sistemas doadores (moléculas D-Pi-A, polímeros semicondutores, corantes para transferência de energia) e suas interfaces com óxidos metálicos aceitadores, como TiO2 anatase, ZnO e SnO2. Recentemente ele desenvolveu um conhecimento prático em espectroscopia resolvida no tempo (de ns a ms), espectroscopia de fotocorrente e de THz. A troca de experiências durante essa visita poderá ser o início de uma longa colaboração entre os dois grupos do IFSC-USP e IIT-Hyderabad. (AU)