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http://repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/13927| Título : | Estudio de Fluorescencia en Fullerenos y Nanotubos de Carbono |
| Autor : | Dr . Ortiz López, Jaime I.Q.I. PÉREZ MARTÍNEZ, PILAR |
| Palabras clave : | Fluorescencia Fullerenos Nanotubos de Carbono |
| Fecha de publicación : | 10-dic-2009 |
| Resumen : | At this work, the fluorescence properties of fullerenes C60 and C70 and carbon nanotubes are studied, because of their employment in the development of optoelectronic devices made with conjugated polymers. Similar conditions as those presented in such devices are obtained in diluted solutions; in consequence the optical and luminescent properties of the previous nanostructures isolated in absence of mutual interaction were characterized through of diluted solutions with concentrations in the range from 10-4 to 10-6 mol/L. Toluene (H5C6-CH3) and chloroform (CHCl3) were used as solvents because of their usage at the development of optoelectronic devices. An aqueous dispersion of carbon nanotubes was used in the measurements. The optical absorption (OA) and fluorescence (FL) obtained from C60 and C70 solutions made with toluene matched the results obtained with previous research. The chloroform solutions characterization showed results not published before. Due to the fullerene-solvent interaction, the OA and FL measurements of C60 and C70 solutions with toluene showed a tendency to shift to lower energies compared to chloroform solutions. The OA measurements of the solutions have weak signal of solvents on the near infrared region above 700 nm. Below 600 nm, only chloroform shows an outstanding signal at 520 nm excitations. Both solvents, toluene and chloroform have high Raman signal in FL measurements. C70 shows OA signal above 700 nm while C60 has OA signal above 630 nm. Additionally, FL signal of C70 is detected between 600 and 750 nm with excitations en the range of 300 to 650 nm; while FL signal of C60 occurs from 550 to 800 nm for the same excitation range as C70. The OA signal near of the absorption edge and the FL signal of the characterized solutions have vibronic structure and a detailed study of those structures is made on C60 and C70 solutions with toluene. In those solutions the mirror image rule is carried out and the vibronic structures are assigned to vibrational modes in agreement to other publications. In the case of the C60 solution of chloroform, the mirror image rule is not carried out because of the adducts created between C60 and chloroform, some reaction mechanism are proposed for this behavior. In other topic, the carbon nanotubes dispersion showed FL signal from 500 to 700 nm of excitation range and emission range between 900 and 1200 nm. The FL peaks of carbon nanotube dispersion were analyzed through the software NanosizerTM and it connected the FL signal with the quirality of the semiconductor single-wall carbon nanotubes inside this dispersion, the results were according to the commercial specifications of dispersion. |
| Descripción : | En esta tesis se estudian propiedades de fluorescencia de fullerenos C60 y C70 y de nanotubos de carbono, que son de importancia tecnológica en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos en base a polímeros conjugados. Para estudiar sus propiedades ópticas y luminiscentes en condiciones semejantes a las usadas para estos dispositivos, en este trabajo se considera el estudio de soluciones diluidas para caracterizar el comportamiento de estas nanoestructuras de manera aislada en ausencia de interacción mutua. Para el C60 y C70 se prepararon soluciones en solventes de uso común en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos, como el tolueno (H5C6-CH3) y cloroformo (CHCl3), en concentraciones del orden de 104 a 106 molar. Para los nanotubos de carbono se empleó una suspensión acuosa con un surfactante agregado para su dispersión. La absorción óptica (AO) y fluorescencia (FL) de las soluciones de C60 y C70 en tolueno presentan características que están en concordancia con resultados reportados. En el caso de las soluciones en cloroformo obtenemos resultados que no hemos encontrado reportados en la literatura. Como resultado de la diferente interacción solvente-soluto, los rasgos tanto de la AO como de la FL observados para soluciones de C60 y C70 en tolueno muestran una tendencia de desplazamiento hacia menores energías respecto de los observados en las soluciones en cloroformo. La AO de las soluciones estudiadas contiene señal débil pero notoria de los solventes en la región de infrarrojo cercano arriba de los 700 nm. En FL, sólo el cloroformo presenta señal notable abajo de 600 nm (para excitación de 520 nm). En mediciones de FL ambos solventes contribuyen con una notoria señal Raman. La señal AO de C70 se observa arriba de 700 nm mientras que para C60 ocurre arriba de 630 nm. Por otro lado, la FL de C70 se detecta en el rango de 600 a 750 nm bajo excitaciones en el rango de 300 a 650 nm; para C60 en cambio, la FL ocurre entre 550 y 800 nm para el mismo rango de excitaciones. La señal de AO cerca del canto de absorción, así como la señal FL de las soluciones estudiadas presentan estructura vibrónica (estructura vibracional asociada a transiciones electrónicas) que se analiza en detalle para las soluciones de C60 y C70 en tolueno. En ambos casos se encuentra que la regla de imagen especular entre AO y FL se cumple y se logra asignar los modos vibracionales que dan lugar a la estructura vibrónica, mostrando acuerdo con lo reportado en la literatura. En el caso específico de la solución de C60 en cloroformo, la regla de imagen especular no se cumple, lo cual, junto otras evidencias, interpretamos como una consecuencia de la formación de aductos de C60 con la molécula de cloroformo, para lo cual se proponen algunos mecanismos de formación. Con respecto a los nanotubos de carbono, la medición de FL de la suspensión estudiada arroja señales en el intervalo de 500 a 700 nm de excitación y 900 a 1200 nm de emisión. Usando el software Nanosizer, se determinó la quiralidad de los nanotubos de carbono de pared simple semiconductores asociados a los picos de FL observados, encontrándose concordancia con los valores esperados según la especificación comercial de la suspensión. |
| URI : | http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/13927 |
| Aparece en las colecciones: | Mediateca |
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| Tesis20100121.pdf | Estudio de Fluorescencia en Fullerenos y Nanotubos de Carbono | 4.1 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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