Películas orgánicas delgadas preparadas mediante diversos métodos: propiedades ópticas, morfológicas y eléctricas

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PELÍCULAS ORGÁNICAS DELGADAS PREPARADAS MEDIANTE DIVERSOS MÉTODOS PROPIEDADES ÓPTICAS, MORFOLÓGICAS Y ELÉCTRICAS Tesis Doctoral Marta Rosel Pérez Morales portada Departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada Universidad de Córdoba PELÍCULAS ORGÁNICAS DELGADAS PREPARADAS MEDIANTE DIVERSOS MÉTODOS: PROPIEDADES ÓPTICAS, MORFOLÓGICAS Y ELÉCTRICAS Tesis Doctoral Marta Rosel Pérez Morales Córdoba, Mayo 2005 dedicatoria A mis padres, a mi familia, y a mis cinco enanos. índice Indice Capítulo I. INTRODUCCIÓN Sección 1. Métodos de preparación de películas delgadas I-3 1.1 Películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB) I-3 1.2 Películas depositadas mediante spin-coating y disolución casting I-14 1.3 Películas depositadas mediante métodos electroquímicos I-17 1.4 Técnicas de caracterización de películas depositadas I-17 Sección 2. Métodos espectroscópicos I-19 2.1 Fuerza y polarización de bandas de absorción I-19 2.2 Factor de orientación en la interfase aire-agua I-21 2.3 Relación entre la reflexión y la transmisión de una monocapa I-25 2.4 Determinación de la orientación molecular sobre soporte sólido mediante espectroscopía de transmisión con luz polarizada 2.5 Absorción de radiación y agregación molecular: Modelo de los I-26 dipolos extendidos 2.
Publicado el : domingo, 01 de enero de 2006
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Fuente : Helvia.uco.es
Número de páginas: 331
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PELÍCULAS ORGÁNICAS DELGADAS PREPARADAS
MEDIANTE DIVERSOS MÉTODOS
PROPIEDADES ÓPTICAS, MORFOLÓGICAS Y ELÉCTRICAS
Tesis Doctoral
Marta Rosel Pérez Moralesportada


Departamento de Química Física
y Termodinámica Aplicada
Universidad de Córdoba




PELÍCULAS ORGÁNICAS DELGADAS PREPARADAS MEDIANTE DIVERSOS
MÉTODOS: PROPIEDADES ÓPTICAS, MORFOLÓGICAS Y ELÉCTRICAS








Tesis Doctoral
Marta Rosel Pérez Morales




Córdoba, Mayo 2005
dedicatoria












A mis padres,
a mi familia,
y a mis cinco enanos.







índice

Indice

Capítulo I. INTRODUCCIÓN

Sección 1. Métodos de preparación de películas delgadas I-3
1.1 Películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB) I-3
1.2 Películas depositadas mediante spin-coating y disolución
casting I-14
1.3 Películas depositadas mediante métodos electroquímicos I-17
1.4 Técnicas de caracterización de películas depositadas I-17
Sección 2. Métodos espectroscópicos I-19
2.1 Fuerza y polarización de bandas de absorción I-19
2.2 Factor de orientación en la interfase aire-agua I-21
2.3 Relación entre la reflexión y la transmisión de una monocapa I-25
2.4 Determinación de la orientación molecular sobre soporte sólido
mediante espectroscopía de transmisión con luz polarizada
2.5 Absorción de radiación y agregación molecular: Modelo de los I-26
dipolos extendidos
2.6 Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier I-30
I-37 2.7 Espectroscopía de fluorescencia
I-42
Sección 3. Elipsometría I-51
3.1 Índice de refracción complejo I-51
3.2 Elipsometría entre dos medios isotrópicos I-52
3.3 Elipsometría en un sistema ambiente-película-sustrato I-54
3.4 Elipsometría sobre estructuras planas isotrópicas estratificadas I-55
3.5 Elipsometría de una película anisotrópica uniaxial, situada entre
un ambiente y un sustrato isotrópicos I-57
i-1índice

3.6 La aproximación de Drude: Elipsometría de películas en la
interfase aire-agua (películas de Langmuir) I-58
3.7 Tratamiento de datos y resolución de las ecuaciones
elipsométricas I-62
Sección 4. Métodos electroquímicos: Modificación de electrodos
mediante electrodeposición de películas I-67
Sección 5. Dispositivos electroluminiscentes I-69
5.1 Antecedentes I-69
5.2 Estructura básica de los OLEDs I-70
5.3 Funcionamiento de un OLED: Generación de
electroluminiscencia I-71
5.4 Materiales utilizados en OLEDs I-74
5.5 Diseño de un OLED: De una sola capa y multicapa I-78
5.6 Caracterización de un OLED I-81
Bibliografía I-85

Capítulo II. EXPERIMENTAL

Sección 1. Técnicas de formación y caracterización de monocapas en
la interfase aire-agua II-3
Sección 2. Técnicas de formación y caonocapas en
la interfase aire-sólido II-8
Sección 3. Técnicas de formación y caracterización de películas
depositadas electroquímicamente II-8
Sección 4. Preparación y caracterización de dispositivos
electroluminiscentes. Películas preparadas mediante spin-coating y
disolución casting II-12
Sección 5. Materiales, reactivos y tratamiento de soportes sólidos II-15

i-2 índice

Sección 6. Tratamiento de datos II-16
Bibliografía II-16

Capítulo III. ORGANIZACIÓN DE PELÍCULAS DELGADAS
FORMADAS EN LA INTERFASE AIRE-AGUA

Sección 1. Estudio de un nuevo derivado de C en la interfase aire- 60
agua III-3
III-6 1. Isotermas π −A y medidas de reflexión ( ∆R)
III-9 2. Microscopía de ángulo Brewster (BAM)
III-12 3. Elipsometría de Imagen
III-16Conclusiones

Sección 2. Estudio elipsométrico de una monocapa mixta porfirina-
fosfolípido en la interfase aire-agua III-17
1. Modelo óptico elipsométrico de “una capa” III-27
2. Modelo óptico elipsométrico de “tres capas” III-35
Conclusiones III-42

Sección 3. Formación reversible de una tricapa en la interfase aire-
agua de una monocapa mixta que contiene un lípido catiónico y una
porfirina aniónica III-45
1. Isotermas presión superficial-área III-49
2. Imágenes BAM III-52
3. Elipsometría de Imagen III-53
4. Medidas de Reflexión III-55
Conclusiones III-67
Bibliografía III-70
i-3índice

Capítulo IV. ELECTRODOS MODIFICADOS CON PORFIRINAS
MEDIANTE ELECTRODEPOSICIÓN

Sección 1. Electrodeposición anódica de NiTSPP en medio acuoso
básico IV-3
1. Preparación del electrodo ITO modificado con NiTSPP IV-7
2. Espectroscopía UV-Visible IV-8
3. Espectroscopía FTIR IV-14
Conclusiones IV-23

Sección 2. Electrodeposición anódica de CoTSPP en medio acuoso
básico IV-25
1. Preparación del electrodo ITO modificado con CoTSPP IV-27
2. Comportamiento electroquímico de CoTSPP-EIM en NaOH 0.1M IV-30
3. Comportammico de CoTSPP-EIM en KClO 0.1M IV-35 4
4. Espectroscopía UV-visible de CoTSPP-EIM IV-40
5. Espectroelectroquímica IV-43
6. Espectroscopía FTIR IV-48
Conclusiones IV-54

Sección 3. Efecto mediador y catalítico de películas de metalo-
porfirinas electrodepositadas sobre ITO IV-57
1. Comportamiento electroquímico del sistema TDMV:DMPA/M-
Porfirina-EIM IV-59
2. Comportamiento electroquímico del sistema 8A5/M-Porfirina-
EIM IV-73
Conclusiones IV-86
Bibliografía IV-88


i-4 índice

Capítulo V. PROPIEDADES FLUORESCENTES DE PELÍCULAS
DELGADAS DE PORFIRINAS. DISPOSITIVOS
ELECTROLUMINISCENTES

Sección 1. Propiedades fluorescentes de películas delgadas de
porfirinas preparadas mediante diversos métodos V-3
1. Propiedades espectroscópicas de las porfirinas en disolución
orgánica V-5
V-7 2. Películas de Langmuir −Blodgett
3. Películas delgadas preparadas por disolución casting y spin-
V-16 coating
V-22Conclusiones

Sección 2. Dispositivos electroluminiscentes basados en una porfirina
catiónica soluble en agua V-22
1. OLED homoestructural formado por una porfirina alojada en un
polímero inerte V-31
2. OLED heteroestructural formado por una película de TMPyP y
una película inyectora de electrones V-42
Conclusiones V-56
Bibliografía V-58

i-5
Capítulo I
Introducción Introducción Capítulo I

1. MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE PELÍCULAS DELGADAS

1.1 Películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB)
Las primeras experiencias relacionadas con la formación de monocapas en la
interfase aire-agua siguiendo un método científico se remontan a los estudios
llevados a cabo por Benjamin Franklin (1706-1790), los cuales estimularon a
posteriores científicos a investigar de manera más profunda en este nuevo campo.
Sin duda, la aportación más importante la realizó Irving Langmuir (1881-
1957), que destacó por su trabajo en Química de Superficies, el cual le llevó a
conseguir el Premio Nobel de Química en 1932. Su trabajo, junto con el de Lord
Rayleigh (1842-1919), llega a confirmar que las capas de moléculas anfifílicas
esparcidas sobre superficies acuosas (películas de Langmuir) tienen el espesor de
una capa molecular simple y concluyó que las moléculas estaban orientadas en la
superficie acuosa, con un grupo funcional polar inmerso en el agua y una cadena
alifática situada casi verticalmente respecto a la superficie. Sus experimentos
apoyaron la hipótesis de la existencia de interacciones de corto alcance, y dieron la
base sobre los tipos de moléculas que podían formar este tipo de películas.
Katherine Blodgett (1898-1979), bajo la dirección de Irving Langmuir, fue la
primera persona capaz de transferir monocapas de ácidos grasos desde la superficie
acuosa a soportes sólidos tales como vidrio hidrofílico, formándose así las
denominadas películas de Langmuir−Blodgett (LB).
Desde entonces hasta nuestros días, el abanico de posibilidades que ofrece
esta técnica ha aumentado considerablemente. Actualmente, la técnica LB
constituye una herramienta muy útil para la construcción de dispositivos
supramoleculares con aplicaciones en diferentes áreas como óptica no lineal,
1-6sensores, electrónica molecular y fotocromismo.






I-3

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