Alinhamento Homeotrópico de um Cristal Líquido Colunar

Abstract

Materiais semicondutores orgânicos permitem a fabricação de componentes eletrônicos flexíveis, finos, leves e baratos que podem ser usados juntamente à materiais inorgânicos, mais energeticamente eficientes, para a construção de dispositivos, juntando assim os benefícios dos dois mundos. Cristais Líquidos (CLs) possuem fases líquido-cristalinas que apresentam uma conformação molecular intermediária entre a ordem estrutural dos sólidos cristalinos e a viscosidade dos líquidos. Com estas características próprias e com estímulos externos, como temperatura, é possível controlar a orientação das moléculas em relação às superfícies. Para os CLs discóticos que se arranjam em superestruturas colunares em redes hexagonais, o transporte de carga ocorre na direção do eixo colunar. Estas propriedades, ao se trabalhar com CLs semicondutores, fornecem um material para aplicação em dispositivos como transistores orgânicos de efeito de campo (OFETs - Organic Field Effect Transistor), diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs - Organic Light Emitting Diodes) e células solares orgânicas (OSCs - Organic Solar Cells). O presente trabalho investiga o alinhamento homeotrópico na mesofase colunar hexagonal de um cristal líquido discótico com núcleo aromático benzo[ghi]perileno-diimida rodeado por cadeias alifáticas periféricas, aqui denominado de BPD-11. Para obter o alinhamento homeotrópico em filmes, foram implementadas diferentes estratégias, como a formação de misturas (blendas) com outro CL de fase colunar hexagonal (denominado H4), cujos parâmetros de alinhamento já foram estabelecidos anteriormente. Os filmes foram confinados utilizando-se uma camada polimérica sacrificial ou lâminas de vidro e, posteriormente, foram aplicados os tratamentos térmicos na mesofase. Os resultados revelaram domínios com crescimento dendrítico característicos do alinhamento homeotrópico em filmes espessos confinados a altas temperaturas e em filmes mais finos da blenda BPD-11 e H4. A análise da eficácia desses métodos foi realizada por meio de Microscopia Óptica de Luz Polarizada (MOLP), medidas fotofísicas e Difração de Raios X (DRX). Também houve o acompanhamento da estabilidade do alinhamento ao longo do tempo.