A orientação molecular é fundamental:lançando uma nova luz sobre o comportamento dos elétrons usando espectroscopia de fotoemissão de 2 fótons
Os elétrons da molécula TP foram observados com precisão usando espectroscopia de fotoemissão de dois fótons (2PPE), microscopia de varredura por tunelamento e difração de elétrons de baixa energia. Crédito:Masahiro Shibuta, Universidade Metropolitana de Osaka A eletrônica orgânica é um campo que tem despertado interesse significativo nos círculos acadêmicos e industriais devido às suas potenciais aplicações em OLEDs e células solares orgânicas, oferecendo vantagens como design leve, flexibilidade e economia. Esses dispositivos são feitos depositando uma fina película de moléculas orgânicas sobre um substrato que atua como eletrodo e funcionam controlando a transferência de elétrons entre a película fina e o substrato.
Portanto, compreender o comportamento dos elétrons na interface entre o substrato e o filme fino, juntamente com as propriedades eletrônicas do filme fino orgânico, é crucial para o avanço da eletrônica orgânica. Além disso, a observação simultânea de elétrons fotoportadores e a fotoexcitação intramolecular ofereceria mais informações sobre filmes finos de moléculas orgânicas.
Embora os estados eletrônicos estáticos de filmes finos de moléculas orgânicas tenham sido estudados detalhadamente usando uma técnica chamada espectroscopia de fotoelétrons, a detecção precisa do comportamento dinâmico dos elétrons que tentam expressar suas funções em dispositivos tem sido um desafio, dificultando o progresso.
Um grupo de pesquisa liderado pelo Professor Associado Masahiro Shibuta da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Metropolitana de Osaka observou o comportamento eletrônico e a estrutura superficial de uma película fina de moléculas de trifenileno (TP) depositadas em um substrato de grafite usando espectroscopia de fotoemissão de dois fótons (2PPE). , microscopia de varredura por tunelamento e difração de elétrons de baixa energia. Os resultados foram publicados no The Journal of Physical Chemistry C .
Os resultados mostraram que as moléculas de TP exibem uma estrutura especial na qual são adsorvidas em uma configuração vertical no substrato. Ambos os elétrons foram injetados do substrato nas moléculas de TP após irradiação de luz, e os elétrons fotoexcitados no filme fino molecular foram observados com sucesso simultaneamente em uma única amostra.
Além disso, também foi observada forte fotoluminescência em um filme fino com apenas uma camada de moléculas em uma estrutura especial onde as moléculas foram adsorvidas diagonalmente no substrato, como no caso das moléculas de TP. Espera-se que estes resultados contribuam para o desenvolvimento de novos materiais luminescentes e para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos orgânicos funcionais.
"A espectroscopia 2PPE ainda é um método novo para avaliar estados eletrônicos, mas sofre com o fato de que os estados eletrônicos às vezes são bem observados e às vezes não, apesar da natureza demorada da medição bem otimizada", disse o professor Shibuta.
"Nossas descobertas destacaram que a visibilidade do estado eletrônico está intimamente relacionada ao modo de adsorção da molécula no substrato e às suas propriedades eletrônicas. Em outras palavras:não apenas o tipo de moléculas, mas também a forma como elas estão dispostas devem ser adequadamente controladas para criar um dispositivo que possa demonstrar plenamente suas funções, estou muito satisfeito que nossa pesquisa esteja fornecendo insights sobre o desenvolvimento de materiais funcionais para aplicações práticas."
