O papel da energia de polarização no transporte de carga em sistemas moleculares orgânicos e um modelo para o experimento de fotovoltagem de superfície

Abstract

Resumo: Esta tese será apresentada em duas partes: na primeira delas vamos mostrar o estudo da densidade de estados e da correlação energética em dois modelos para sistemas orgânicos desordenados. O transporte de portadores de carga nesses sistemas é caracterizado pela localização dos estados eletrônicos e pela desordem posicional e energética desses estados. A interação dos portadores de carga com os dipolos elétricos induzidos nas moléculas vizinhas, combinada a desordem posicional, dá origem a desordem energética. O primeiro sistema a ser tratado e baseado em uma rede cúbica simples, com adição de um pequeno vetor de deslocamento em cada sítio, sendo que este vetor de deslocamento é distribuído de acordo com uma distribuição Gaussiana. O segundo sistema é baseado em uma distribui¸c˜ao de esferas rígidas, geradas através de uma simulação de Monte Carlo. Nos dois casos, as energias dos sítios são definidas pela interação dos portadores de carga com dipolos elétricos induzidos nas moléculas vizinhas. Também modelamos o experimento de tempo de vôo usando uma equação mestra para obter a mobilidade em um sistema representado por esferas rígidas; com as energias devido a interação das cargas com dipolos elétricos induzidos. Analisamos a dependência da mobilidade com o campo elétrico aplicado. A segunda parte desta tese abordará o estudo do experimento do transiente de foto voltagem de superfície em TiO2 nano estruturado contendo moléculas de corantes adsorvidas na superfície. Um modelo usando uma equação mestra foi construído para descrever esse experimento. Este modelo envolve fenômenos de difusão de elétrons, recombinação de elétrons E íons bem como a presença de potencial eletrostático devido aos elétrons e íons.