Estudios de polímeros conductores orgánicos mediante técnicas de caracterización electro-ópticas: espectroelectroquímica (SEC) y espectroscopía de fotovoltaje superficial (SPV).

JAVIER E. DURANTINI, RAÚL A. RUBIO, MIGUEL A. GERVALDO, LUIS A. OTERO

Encuentro; CaracterizAR 2020 - Caracterización de Materiales; 2020

La integración de dos técnicas muy diferentes, por un lado, la electroquímica convencional y por el otro la espectroscopía para dar lugar a la técnica de caracterización espectroelectroquímica (SEC) nos permite obtener una descripción completa de las especies interviniente y de los procesos asociados a las transferencias electrónicas y procesos redox para diferentes tipos de moléculas [1]. Asimismo la espectroscopia de fotovoltaje superficial (SPV) es un método de caracterización muy potente, no destructivo y sin contacto con la muestra, que permite estudiar los procesos de generación de portadores de carga inducidos por absorción de radiación electromagnética. Esta técnica se ha aplicado satisfactoriamente en la caracterización de diferentes materiales semiconductores orgánicos e inorgánicos, como así también a heterouniones en multicapas y nanoestructuras [2]. Es una metodología altamente sensible que puede dar información importante acerca de la estructura electrónica y las propiedades ópticas de nanoestructuras.En este trabajo se estudiaron y caracterizaron mediante las técnicas electro-ópticas SEC y SPV polímeros orgánicos generados a partir de la polimerización electroquímica de sus respectivos monómeros sobre sustratos conductores. Para lo cual se utilizaron monómeros de porfirinas y fulerenos sustituidos con grupos electropolimerizables (figura 1). Las porfirinas fueron modificadas con cuatro grupos conjugados π y además se emplearon diferentes metales centrales, produciendo cambios en los potenciales redox de los monómeros. Los grupos carbazol (CBZ) y trifenilamina (TPA) unidos a cada uno de estos cuatro grupos sufrieron reacciones de acoplamiento electroquímicos de cationes radicales formando películas poliméricas ramificadas [3]. Asimismo, el fulereno se utilizó como sistema π conjugado y los grupos carbazol (CBZ) o etilendioxitiofeno (EDOT) fueron unidos al mismo a modo de permitir su electropolimerización [4]. Mediante estudios de SPV se pudo demostrar la capacidad de estos materiales para generar estados de separación de cargas fotoinducidos. Además, dadas las características espectrales de este tipo de compuestos y los cambios que las mismas sufren cuando son sometidos a procesos de oxidaciónreducción, se analizaron sus capacidades de generar efectos electrocrómicos.