Estudo teórico da fluorescência dupla em 9-antril oligotiofenos e da adsorção de moléculas orgânicas em uma superfície de grafite
Demetrio Antonio da Silva Filho
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP Si38e
Campinas, SP : [s.n.], 2003.
281p. : il.
Orientador: Maria Cristina dos Santos
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Resumo: O objetivo desta tese é o de aplicar métodos de Química Quântica e de Mecânica Molecular a fim de entender dois fenômenos observados experimentalmente: a fluorescência dupla em 9-antril-oligotiofenos e a adsorção de moléculas orgânicas em uma superfície de grafite. No estudo da fluorescência...
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Resumo: O objetivo desta tese é o de aplicar métodos de Química Quântica e de Mecânica Molecular a fim de entender dois fenômenos observados experimentalmente: a fluorescência dupla em 9-antril-oligotiofenos e a adsorção de moléculas orgânicas em uma superfície de grafite. No estudo da fluorescência dupla em 9-antril-oligotiofenos, utilizamos o método Hartree-Fock para otimizar a geometria do estado fundamental e o método semiempírico ZINDO/S para obter os espectros de absorção e as propriedades dos estados excitados. As geometrias dos estados excitados foram obtidas utilizamos o método CI-Singles. Os espectros de emissão foram então simulados, a partir da geometria dos estados excitados, novamente utilizando o método ZINDO/S. Os resultados teóricos obtidos para os espectros de absorção e emissão dos 9-antril-oligotiofe-nos concordam muito bem com a absorção experimental e a fluorescência no azul, apresentada por estes sistemas. Com os métodos utilizados chegamos a encontrar um estado excitado com características semelhantes às encontradas experimentalmente para a emissão no vermelho, mas a posição em energia não é compatível com o experimento. Para este problema, concluímos que a técnica CI-Singles, quando aplicada em conjunto com o método ZINDO/S, pode fornecer resultados precisos para o espectro de emissão. Com relação aos espectros de absorção, mais uma vez confirmamos, para as moléculas estudadas, a confiabili-dade da técnica Hartree-Fock combinada com o método ZINDO/S. A impossibilidade de levarmos em conta o solvente em nossos cálculos impediu-nos de avaliar o efeito deste em um estado excitado que, aparentemente, está conectado à emissão no vermelho mas, analisando os resul-tados obtidos com os métodos citados, pudemos excluir algumas possibilidades e sugerir quais mecanismos estão envolvidos nesta emissão. No estudo da absorção de moléculas orgânicas numa superfície de grafite, utilizamos o método de Monte Carlo para gerar configurações compatíveis com o ensemble NVT. As configurações foram analisadas utilizando parâmetros geométricos específicos para cada problema. Concluímos que esta simulação pode nos ajudar a entender os mecanismos de auto-montagem mas, para que tenhamos resultados confiáveis, precisamos encontrar parâmetros empíricos para o nosso potencial que melhor modelem o experimento, além de relaxarmos o vínculo de molécu-las rígidas, impostas nestas primeiras simulações
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Abstract: This thesis was devoted to the application of methods of Quantum Chemistry and Molecular Mechanics to study two experimentally observed phenomena: the dual fluorescence of 9-anthryl-oligothiophenes and the adsorption of organic molecules in a graphite surface. The investigation of the dual...
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Abstract: This thesis was devoted to the application of methods of Quantum Chemistry and Molecular Mechanics to study two experimentally observed phenomena: the dual fluorescence of 9-anthryl-oligothiophenes and the adsorption of organic molecules in a graphite surface. The investigation of the dual fluorescence was carried out employing a combination of the-oretical techniques. Ground state geometries were optimized thought the Hartree-Fock method and the first excited state geometries were obtained thought the CI-Singles method. Absorption and emission spectra were then simulated using the semi-empirical ZINDO/S method, adopting the ground state conformation in the former and the excited state geometry in the later. The theoretical results for the absorption and emission spectra of 9-anthryl-oligothiophenes agree very well with the experimental absorption spectra and the blue component of the flu-orescence. We also found an excited state with similar characteristics to the one found from experiment, related to the emission in the red, but the position in energy is not compatible with the experiment. We concluded that the CI-Singles technique, when applied together with ZINDO/S method, can yield precise results for the emission spectra. The simulated absorption spectra were also in agreement with experiments, thus confirming the reliability of the combination of theoretical methods Hartree-Fock and ZINDO/S. The impossibility of including solvent effects in our calcu-lation hindered us from obtaining a good characterization of the excited state responsible for the red emission. However, the analysis of our results led to the exclusion of some mechanisms invoked to explain the red emission and allowed us to suggest more reliable mechanisms. In the study of the adsorption of organic molecules in a graphite surface, we used the Monte Carlo method to generate compatible configurations in the NVT ensemble. The configurations have been analyzed using specific geometric parameters for each problem. We concluded that this simulation can helpful in the understanding of the self-assembly mech-anisms. However, in order to improve the theoretical description of the adsorption, a better parametrization and the inclusion of terms in the classical potential to account for torsions are necessary
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Santos, Maria Cristina dos, 1958-
Orientador
Lima, Marco Aurélio Pinheiro, 1957-
Avaliador
Cerdeira, Fernando, 1943-
Avaliador
Coutinho, Kaline Rabelo
Avaliador
Atvars, Teresa Dib Zambon, 1952-
Avaliador
Estudo teórico da fluorescência dupla em 9-antril oligotiofenos e da adsorção de moléculas orgânicas em uma superfície de grafite
Demetrio Antonio da Silva Filho
Estudo teórico da fluorescência dupla em 9-antril oligotiofenos e da adsorção de moléculas orgânicas em uma superfície de grafite
Demetrio Antonio da Silva Filho
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