LINHAS DE PESQUISA

Modelagem e Simulação de Processos Optoeletrônicos em Semicondutores Orgânicos

Por meio de métodos de química quântica e física computacional, este projeto se propõe à modelagem computacional de diversos sistemas orgânicos a serem utilizados como camadas ativas em dispositivos optoeletrônicos, especialmente em sistemas fotovoltaicos. A investigação de processos de transferência, separação e recombinação de portadores de carga em heterojunções orgânicas, sistemas que podem ser usados no desenvolvimento de células solares (dispositivos fotovoltaicos), será o principal objeto de estudo. Considerável parte deste projeto é dedicada ao desenvolvimento de novas metodologias capazes de tornar as condições de simulação mais realistas e os resultados mais acurados, abrangendo, portanto, um viés metodológico. O desenvolvimento dessas novas metodologias pode proporcionar uma descrição mais detalhada e precisa da estrutura eletrônica de vários sistemas orgânicos, tanto em nível atômico quanto na escala molecular, contribuindo para um melhor entendimento dos processos físicos envolvidos no funcionamento dos dispositivos optoeletrônicos e, também, para o desenvolvimento de novos materiais, o que é muito atrativo dos pontos de vista acadêmico e industrial. Cálculos de dinâmica molecular serão empregados para estudar heterojunções orgânicas em candidatos a sistemas fotovoltaicos de alto desempenho. Combinando os cálculos de dinâmica molecular e mecânica quântica, será possível propor uma descrição mais realista dos problemas de transporte, transferência, separação e recombinação de carga em várias classes de condutores orgânicos. Também, entre os problemas estudados, destaca-se a dinâmica de estados excitados, como o transporte de polarons, por exemplo, em polímeros conjugados e em nanofitas de grafeno. O problema da dinâmica de estados excitados em sistemas orgânicos é investigado no escopo de modelos Tight-Binding (em português Ligação Rígida) com relaxação em uma e duas dimensões.