Caracterização espectroscópica da dinâmica eletrônica em moléculas de porfirina [thesis]

Tiago Gualberto Bezerra de Souza
À minha família, cujo amor incondicional, meu bem-querer e a boa vontade foram essenciais para o desabrochar das minhas virtudes. Através deles sobressai. "Algo pensa em mim!" Friderich Wilhelm Nietzsche RESUMO SOUZA, T. G. B. Caracterização espectroscópica da dinâmica eletrônica em moléculas de porfirina. 2015. 113 p. Dissertação (Mestrado em Ciências) -Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Neste trabalho descreve-se técnicas experimentais envolvendo
more » ... entais envolvendo espectroscopias ópticas lineares e não-lineares capazes de caracterizar efeitos de estados excitado singleto e tripleto em moléculas orgânicas fluorescentes. Efeitos como a absorção de estado excitado e a troca de paridade eletrônica singleto-tripleto, tem ampla aplicação em diversas áreas de interesse humano. Logo, se faz necessário o estudo e desenvolvimento de materiais com essas características, tanto quanto o aprimoramento dos métodos de caracterização dessas propriedades. Este trabalho também consta com o estudo das propriedades espectroscópicas de moléculas de porfirinina, as quais estão entre as principais moléculas utilizadas nas aplicações. Assim, submeteu-se um conjunto composto por vinte e uma moléculas, todas derivadas da molécula de porfirina e com quatro radicais acoplados a ela, às seguintes técnicas experimentais: Varredura-Z absortiva e variações dessa técnica, desenvolvidas no grupo de Fotônica-IFSC, como a Varredura-Z por Trem de Pulsos (ZTP) e a medida da Fluorescência por Trem de Pulsos (FTP), afim de caracterizar os parâmetros espectroscópicos de cada amostra correspondentes ao modelo de Jablonski com cinco níveis de energia. A caracterização desse conjunto de porfirinas permitiu a avaliação da mudança na dinâmica populacional eletrônica causada por determinados radicais, que podem favorecer um determinado efeitos e, assim, otimizar uma molécula a uma dada finalidade. Palavras-chave: Espectroscopia não-linear. Moléculas de porfirina. Dinâmica populacional. ABSTRACT SOUZA, T. G. B. Spectroscopic characterization of electronic dynamic in porphyrin molecule. 2015. 113 p. Dissertação (Mestrado em Ciências) -Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. This work describes experimental techniques in linear and nonlinear optical spectroscopy able to characterize excited state singlet and triplet optical effects of fluorescent organic molecules. Effects like excited state absorption and intersystem crossing between singlet and triplet states have a broad application in several areas of human interest. So, it is useful the study and development of materials with those properties, as much as the characterization methods of them. It is also included in this work the study of the spectroscopic properties of porphyrin molecules, which are among the most used in the applications. Thus, a set of twenty one porphyrin based molecules were probed with the follow spectroscopic techniques: Absorptive Z-SCAN and variations of that technique developed in the IFSC-Photonics' Group as Pulse Train Z-SCAN and Fluorescence by Pulse Train, in order of characterize the spectroscopic parameters corresponding to a five energy level Jablonski diagram. The characterization of the whole set of porphyrins allowed a study of the change in electronic population dynamics in the porphyrin molecule caused by a specific radical, which may privilege a certain kind of effect and, consequently, manufacturing a molecule for a given application. * Adota-se a convenção em que as grandezas vetoriais e tensoriais são estritas em negrito. † Apesar de sua natureza tensorial, a susceptibilidade elétrica é reduzida, majoritariamente, a uma grandeza escalar ao longo deste trabalho, pois as amostras são isotrópicas.
doi:10.11606/d.76.2015.tde-11052015-094458 fatcat:y3dmjkyplngu5hnh6ky3dazdfu