Técnicas avançadas para caracterização de processos de transporte dependente do Spin

Abstract

Efeitos de campo magnético em materiais e dispositivos orgânicos não-magnéticos vêm sendo foco de grande destaque na comunidade científica. De maneira a melhor compreender tais fenômenos, este trabalho propôs-se à implementação das técnicas de Espectroscopia de impedância elétrica em correntes alternadad (EIE-AC) na Presença de Campo Magnético e de Ressonância Magnética Detectada Eletricamente (RMDE). Para a montagem dessas técnicas foram utilizados instrumentos convencionais disponiveis no laboratório e as suas arquiteturas foram planejadas para permitir a utilização desses instrumentos em outros sistemas de medida. Programas na plataforma Agilent Vee Pro 9.2 foram desenvolvidos para o controle e aquisição dos dados das medições. A validação do sistema de EIE-AC na Presença de Campo Magnético foi efetuada a partir de medidas em circuitos básicos e num diodo orgânico emissor de luz (OLED) à base da molécula de Alq3, o qual era sabido que este apresentava o efeito de magnetoresistência. A influência do campo magnético sobre o comportamento das impedâncias do OLED de medida só foi percebida significativamente a partir da aplicação de tensões contínuas acima de 4 V, as quais condicionavam o OLED em seu estado emissivo. O fenômeno de Magneto-Impedância foi verificado nessa amostra, sendo que os efeitos mais expressivos ocorreram nas impedâncias imaginárias e para a frequencia em torno de 20Hz. Um segundo efeito de campo magnético de longo prazo de ação sobre o comportamento da impedância da amostra também foi verificado e discutido. Dentre os mecanismos físicos que podem explicar os efeitos observados no OLED, destacam-se os processos de recombinação de carga, o aprisionamento de cargas em defeitos e a ocorrência de polarização magnética das moléculas constituintes do OLED

Magnetic Field Effects on non-magnetic organic materials and device have attracted the attention of the scientific community. In order to elucidate those phenomena, this work proposes the implantation of two advanced characterization techniques: Electrical Impedance Spectroscopy in Alternating Current (EIS-AC) in the presence of magnetic field; and electrically detected magnetic resonance (EDMR). Both techniques were implemented using conventional laboratory instruments. Computational routiness were developed with Agilent Vee Pro 9.2 in order to control and acquire data from the measuring instruments. the validation f eIS-AC system was performed by using basic electrical circuits and an Organic Light Emiting Diode (OLED) based in Alq3 molecule, which has the magnetoresistance effect. The magnetic field effects over impedances were only detected when the applied continuous voltage was above 4 V, from which the OLED is in its emiting state. The Magneto-Impedance phenomenon was evidenced in this sample mainly in the imaginary impedances and for frequencies around 20 Hz. A second magnetic field effect, with long time term action over the impedance behavior, was also verified and discussed. Among the possible physical mechanisms behind the magnetic effects, charge recombination process, charge trapping by deffects, and the magnetic polarization of the OLED active molecules are discussed