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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5573
Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo da organização molecular em filmes de ftalocianina e bisftalocianina de gadolínio antes e após annealing
Other Titles: Study of the molecular organization in films of phthalocyanine and gadolinium bisphthalocyanine before and after annealing
Autor: Bissani, Bruna 
Primeiro orientador: Freitas, Luciana Gaffo
Primeiro coorientador: Freitas, Adonilson dos Reis
Primeiro membro da banca: Fávaro, Silvia Luciana
Segundo membro da banca: Bariccatti, Reinaldo Aparecido
Terceiro membro da banca: Santos, Valderi Pacheco dos
Resumo: O estudo do crescimento controlado de filmes finos tem despertado um considerável interesse para uma ampla gama de aplicações, principalmente no ramo de dispositivos eletrônicos. Moléculas que podem levar à otimização das propriedades eletrônicas e óticas quando dispostas na forma de filmes finos veem sendo estudadas, como é o caso das ftalocianinas metálicas. Por serem compostos macrocíclicos planares têm alta estabilidade térmica e química, ainda possuem intensa coloração verde ou azul. Os filmes finos se enquadram na categoria de materiais bidimensionais, podendo ser obtidos por diversas técnicas já difundidas na literatura. Porém, as ftalocianinas apresentam baixa solubilidade em solventes orgânicos e água, se não substituídas nos anéis. Foi então realizado um estudo prévio da solubilidade dos compostos usados neste trabalho, ftalocianina de gadolínio nas formas mono (GdPc) e bis (GdPc2), em diferentes solventes: dimetilformamida (DMF), dimetilsulfóxido (DMSO), tetraidrofurano (THF), clorofórmio (CHCl3) e acetona. Para deposição dos filmes de ambos os compostos, preparados sobre substratos de vidro e vidro recoberto com óxido de estanho dopado com flúor (FTO), foi utilizada a técnica de aerografia. Os solventes para o preparo das soluções foram aqueles onde as ftalocianinas apresentaram melhor solubilidade, DMF e CHCl3 para a GdPc e, DMF e acetona para a GdPc2.Os filmes foram depositados em substrato de seleneto de zinco usando DMSO para caracterização por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), mostrando as diferentes formas da GdPc (mono e bis). Soluções das ftalocianinas nos solventes DMF, DMSO, THF, CHCl3 e acetona foram caracterizadas por espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), mostrando a influência do solvente nas bandas características das ftalocianinas, B e Q. A alteração nas características dessas bandas indica diferentes arranjos das moléculas, formas chamadas  e , e apresentaram diferentes arranjos para os solventes utilizados. Os filmes formados foram analisados antes e após annealing para verificar a morfologia e as possíveis mudanças ocorridas com o annealing, como alteração da fase 𝛼 para a fase 𝛽. Essas análises foram realizadas por UV-Vis., difração de raio X (DRX) e microscopia de força atômica (AFM). Após annealing, as alterações observadas sugerem uma reordenação das moléculas para a GdPc2 em acetona quando o substrato é vidro. Os resultados de DRX não mostram mudança significativa no substrato de FTO, somente em vidro, sugerindo que tenha ocorrido a reorganização das moléculas sobre o substrato com mudança da fase 𝛼 para 𝛽. A morfologia, observada por AFM confirma esta transformação em relação a mudança no formato e tamanho do cristalito. Os demais filmes possivelmente não completaram esta mudança de fase por falta de material depositado sobre os substratos.
Abstract: The study of the controlled growth of thin films has aroused considerable interest for a wide range of applications, mainly in the field of electronic devices. Molecules that can lead to optimization of electronic and optical properties when arranged in the form of thin films have been studied, as is the case of metallic phthalocyanines. As they are planar macrocyclic compounds, they have high thermal and chemical stability, and still have an intense green or blue color. Thin films fall into the category of two-dimensional materials, and can be obtained by several techniques already widespread in the literature. However, phthalocyanines have low solubility in organic solvents and water, if not substituted on the rings. A previous study of the solubility of the compounds used in this work, gadolinium phthalocyanine in mono (GdPc) and bis (GdPc2) forms, in different solvents: dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), chloroform ( CHCl3) and acetone. For deposition of the films of both compounds, prepared on glass and glass substrates covered with fluorine-doped tin oxide (FTO), the airbrush technique was used. The solvents for the preparation of the solutions were those where the phthalocyanines showed better solubility, DMF and CHCl3 for GdPc, and DMF and acetone for GdPc2. The films were deposited on zinc selenide substrate using DMSO for characterization by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, showing the different forms of GdPc (mono and bis). Phthalocyanine solutions in the solvents DMF, DMSO, THF, CHCl3 and acetone were characterized by absorption spectroscopy in the ultravioletvisible region (UV-Vis), showing the influence of the solvent on the characteristic bands of phthalocyanines, B and Q. characteristics of these bands indicate different arrangements of molecules, forms called  and , and presented different arrangements for the solvents used. The formed films were analyzed before and after annealing to verify the morphology and the possible changes that occurred with the annealing, such as alteration from the  phase to the  phase. These analyzes were performed by UV-Vis., X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM). After annealing, the observed changes suggest a rearrangement of molecules to GdPc2 in acetone when the substrate is glass. The XRD results do not show a significant change in the FTO substrate, only in glass, suggesting that there was a reorganization of molecules on the substrate with a change from α to  phase. The morphology observed by AFM confirms this transformation in relation to the change in crystallite shape and size. The other films possibly did not complete this phase change due to lack of material deposited on the substrates.
Keywords: Ftalocianina de gadolínio
Bisftalocianina de gadolínio
Aerografia
Annealing
Gadolinium mono phthalocyanine
Gadolinium phthalocyanine bis
Airbrushing
CNPq areas: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Química
Campun: Toledo
Citation: BISSANI, Bruna. Estudo da organização molecular em filmes de ftalocianina e bisftalocianina de gadolínio antes e após annealing. 2021. 59 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/5573
Issue Date: 11-Jun-2021
Appears in Collections:Mestrado em Química (TOL)

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