Materiais moleculares funcionais contendo n-heterociclos - capes
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Introdução 20ser utilizadas em dispositivos eletro-ópticos tais como OLEDs (diodos orgânicos emissores deluz). 41.1. LuminescênciaLuminescência é a propriedade de um material emitir luz (fótons) ao ser excitadoeletronicamente. A luminescência de materiais orgânicos é essencialmente devido àstransições eletrônicas entre os orbitais π-π * 5 e, seus modos de excitação, são apresentados naTabela 1. A fotoluminescência é sempre precedida pela absorção de fótons que faz com queum elétron de um orbital ligante no estado fundamental seja promovido para um orbital nãoligante (vazio) gerando um estado excitado. O retorno desse elétron para o estadofundamental pode ser acompanhado de emissão de luz, geralmente com comprimento de ondamaior que o da absorção. Embora esse fenômeno tenha atraído a atenção e curiosidadehumana desde à antiguidade, foi descrito cientificamente apenas em 1852 por Stokes, eatualmente, a diferença (em nm) entre o comprimento de onda máximo de emissão e o deabsorção é chamado deslocamento de Stokes em sua homenagem.Tabela 1. Os tipos de luminescência e seus modos de excitação. 6Tipo de luminescênciaModo de excitaçãoFotoluminescência (Fluorescência eAbsorção de fótons (luz)fosforescência)Radioluminescência Radiação (raios-X, partículas α, β, γ)CátodoluminescênciaFeixe de elétronsEletroluminescênciaCampo elétricoTermoluminescênciaAquecimentoQuimiolumiscênciaReação químicaBioluminescênciaProcesso bioquímico (organismos vivos)TriboluminescênciaFricção e forças eletrostáticasSonoluminescênciaUltra-somVários processos podem envolver o caminho de de-excitação, ou retorno do elétron aoestado fundamental, como mostra a Figura 1, que competem com a fluorescência quando tais
Introdução 21fenômenos possuem tempo de duração comparável com a média do tempo de vida dasmoléculas em seu estado excitado. Por exemplo, a molécula pode expelir excesso de energiaganho através da vibração de suas ligações, assim havendo a de-excitação por conversãointerna (retorno ao estado fundamental sem emissão de luz), ou pode sofrer um processochamado de cruzamento entre inter-sistemas que possivelmente leva aos fenômenos defosforescência e fluorescência atrasada. Outros caminhos de de-excitação tais comotransferência de energia ou de carga, formação de excímeros e exciplex estão associados cominterações intermoleculares no estado excitado.fosforecênciacruzamentoentre intersistemasfluorescênciaatrasadafótons (hν)fluorescênciaMOLÉCULAEXCITADAconversão internaTransferência decarga intramolecularmudançaconformacionaltransformaçãofotoquímicaformação deexciplexformação deexcímerotransferênciade elétronstransferênciade energiaFigura 1. Processos possíveis para o caminho de de-excitação de uma molécula excitada com fótons.O diagrama de Perrin-Jablonski, proposto a partir de 1934-35, é bastante ilustrativopara o entendimento de tais fenômenos envolvendo a absorção do fóton e subseqüente perdada energia adquirida por conversão interna, ou fluorescência ou fosforescência (Figura 2). Aslinhas mais grossas representam diferentes níveis de energia da molécula ou estado eletrônico,enquanto que as linhas finas são níveis vibracionais associados a cada estado eletrônico. Osestados eletrônicos S 0 , S 1 , S 2 ....S n são denominados singletos, onde S 0 representa o estadofundamental, ou seja, orbital ocupado de mais alta energia (HOMO). Tem essa termologia
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Introdução 20ser utilizadas em dispositivos eletro-ópticos tais como OLEDs (diodos orgânicos emissores deluz). 41.1. LuminescênciaLuminescência é a propriedade de um material emitir luz (fótons) ao ser excitadoeletronicamente. A luminescência de materiais orgânicos é essencialmente devido àstransições eletrônicas entre os orbitais π-π * 5 e, seus modos de excitação, são apresentados naTabela 1. A fotoluminescência é sempre precedida pela absorção de fótons que faz com queum elétron de um orbital ligante no estado fundamental seja promovido para um orbital nãoligante (vazio) gerando um estado excitado. O retorno desse elétron para o estadofundamental pode ser acompanhado de emissão de luz, geralmente com comprimento de ondamaior que o da absorção. Embora esse fenômeno tenha atraído a atenção e curiosidadehumana desde à antiguidade, foi descrito cientificamente apenas em 1852 por Stokes, eatualmente, a diferença (em nm) entre o comprimento de onda máximo de emissão e o deabsorção é chamado deslocamento de Stokes em sua homenagem.Tabela 1. Os tipos de luminescência e seus modos de excitação. 6Tipo de luminescênciaModo de excitaçãoFotoluminescência (Fluorescência eAbsorção de fótons (luz)fosforescência)Radioluminescência Radiação (raios-X, partículas α, β, γ)CátodoluminescênciaFeixe de elétronsEletroluminescênciaCampo elétricoTermoluminescênciaAquecimentoQuimiolumiscênciaReação químicaBioluminescênciaProcesso bioquímico (organismos vivos)TriboluminescênciaFricção e forças eletrostáticasSonoluminescênciaUltra-somVários processos podem envolver o caminho de de-excitação, ou retorno do elétron aoestado fundamental, como mostra a Figura 1, que competem com a fluorescência quando tais