Preparació i caracterització de capes fines de materials moleculars orgànics derivats del tetratiafulvalè

Author

Molas i Busquets, Sílvia

Director

Fraxedas i Calduch, Jordi

Tutor

Sanz Carrasco, Fausto

Date of defense

2003-05-12

ISBN

8468825972

Legal Deposit

B.32654-2003



Department/Institute

Universitat de Barcelona. Departament de Química Física

Abstract

El descobriment i desenvolupament de materials moleculars orgànics (MMO) conductors, superconductors i magnètics ha comportat el naixement d'una nova disciplina científica pluridisciplinar: l'enginyeria de cristalls moleculars. Les propietats físiques i químiques d'aquests materials es poden modular mitjançant modificacions en la estructura molecular per tal d'optimitzar les propietats. L'aplicabilitat d'aquests materials depèn de la possibilitat d'obtenir recobriments en forma de capa fina. <br/>En la majoria de sals de transferència de càrrega (CT) de MMO els donadors són derivats del TXF (X = S ó Se). Per aquest motiu, es va decidir realitzar un ampli estudi fonamental dels derivats neutres funcionalitzats d'aquesta molècula obtinguts en forma de capa fina mitjançant l'evaporació tèrmica en alt buit (posant dos equips d'evaporació a punt). L'any 2000, el Dr. J. H. Schön i col. van publicar treballs on mostraven que alguns MMO neutres presentaven conductivitat i superconductivitat sota efecte de camp (part d'aquests resultats s'ha demostrat que són falsos). Donada la nostra situació privilegiada ja que disposàvem de la instrumentació i experiència adequades, es va decidir aplicar els derivats neutres estudiats, en OFETs (<i>Organic Field Effect Transistors</i>). <br/><br/>S'han preparat capes fines d'elevada qualitat cristal·linitat. Permetent, en el TTF-TCNQ (Cap. 3), realitzar mesures de resistivitat on s'ha observat clarament la transició de Peierls.<br/>Un augment moderat (aprox. 10-25K) de TS (temperatura de substrat) durant el dipòsit comporta, en general, un increment notable de Lm (longitud màxima mitjana dels microcristalls) i de l'orientació de les capes respecte al substrat. Aquest augment es deu a que les interaccions intermoleculars i substrat-molècula són febles. La Trec (temperatura de recuit) no afecta a Lm ni a l'orientació de les capes respecte al substrat, sí afecta però, a la cristal·linitat de les capes. <br/>És possible seleccionar l'orientació molecular, quan hi ha plans amb energies interfacials semblants, amb la naturalesa química dels substrats o bé tèrmicament. Això s'ha demostrat en les capes de TMTSF (Cap. 4). Al contrari del TMTSF, la seva molècula anàloga, el TMTTF (Cap. 5) presenta una estructura addicional a part de la monoclínica. No podem afirmar si es tracta d'una distorsió d'aquesta fase o d'un polimorf. El que sorprèn és que la única diferència entre les dues molècules és la presència de S ó Se. En el cas del BEDO-TTF (Cap. 7) s'ha observat una nova estructura cristal·logràfica que tampoc es pot afirmar si és una modificació de la fase ròmbica o bé un polimorf. <br/>En general, les capes fines de MMO s'orienten preferentment amb els plans moleculars més densos paral·lels a la superfície del substrat. Això és degut a que aquests plans són els que contenen les interaccions intermoleculars més fortes i les energies interfacials més baixes. Aquest fet s'il·lustra amb l'EDT-TTF (Cap. 6).<br/>Quan la interacció molècula-substrat és relativament forta les capes no s'orienten necessàriament amb els plans més energètics paral·lels al substrat. En el cas de l'EDT-TTF-COOH (Cap. 6) sobre substrats d'halurs alcalins resulta energèticament més favorable trencar els enllaços per pont d'hidrogen dels dímers a l'interfase mantenint en les monocapes posteriors l'estructura monoclínica. <br/>La tècnica d'evaporació en alt buit no és universal, no s'obtenen sempre capes cristal·lines altament orientades. L'experiència acumulada indica que no es pot dir a priori si un material formarà capes cristal·lines. Arguments com mida, asimetria, massa, funcionalització, etc. de les molècules no són bons indicadors. <br/>Els resultats relatius als OFET (Cap. 8) amb derivats neutres de TXF no són concloents. El sistema TMTTF / Al2O3 no presenta conducció per efecte camp. En el TMTSF / SiO2 s'ha observat, en una ocasió, increment de corrent entre la font i el drenador en funció del VG.

Keywords

Tetratiafulvalè; Derivats del TTF; Materials moleculars orgànics; Capes fines; Transistors Orgànics d'Efecte Camp (OFET)

Subjects

544 - Physical chemistry

Knowledge Area

Ciències Experimentals i Matemàtiques

Documents

ANEXOS.pdf

710.8Kb

TESI191.pdf

4.569Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)