COMPORTAMIENTO OPTICO DE PELICULAS DELGADAS DE SILICE DOPADAS CON PORFIRINAS M.A. Villegas...
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COMPORTAMIENTO OPTICODE PELICULAS DELGADAS DE SILICE
DOPADAS CON PORFIRINAS
M.A. Villegas CENIM-CSIC. Madrid
M.A. GarcíaE. Montero Fac. CC. Físicas. Univ.Complutense. MadridJ. Llopis
S. Radzki Fac. Química. Univ. Maria Curie-Sklodowska.Lublin
Preparación de las muestras
PELICULAS DELGADAS
Precursores: TEOS, EtOH, HCl, Porfirinas (MP,TP)Sustrato: vidrio sódico cálcico comúnAplicación: método de inmersión-extracciónDensificación: 60C, 3 días
MONOLITOS
Precursores: TEOS, HCONH2, Hcl,Amoniaco,Porfirinas (MP,TP)Secado: 40C, 4 semanas, atmósfera saturada de agua
N
N
N
N
N N
NN
CH3
CH3
CH3
CH3
+ +
+
+ H3C
4
H
H
SO3-
Espectros de absorción visible para la muestra dopada con MP en disolución, en gel monolítico y en película delgada
[nm]300 325 350 375 400 425 450 475 500
A
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
[nm]500 525 550 575 600 625 650 675 700
A
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
423 nmlog = 5.33
435 nmlog = 5.03
428 nmlog = 5.18
520 nmlog = 4.10
520 nmlog = 4.03
586 nmlog = 3.70
644 nmlog = 3.21
a)H2TMePyP
Soret band
b)H2TMePyP
Q band
551 nmlog = 3.63
552 nmlog = 3.52
590 nmlog = 3.53
648 nmlog = 2.89
Banda soretMP
Banda QMP
Banda soretSo S2
Banda QSo S2
N N
NN
CH3
+
+
H
H
-H3C
4
SO3
NCH3 CH3
CH3
+
NCH3
CH3
CH3
+
N
CH3
CH3
CH3
N
CH3
CH3
Espectros de absorción visible para lamuestra dopada con TP en disolución,en gel monolítico y en película delgada
[nm]300 325 350 375 400 425 450 475 500
A
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
[nm]
500 525 550 575 600 625 650 675 700
A
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
414 nmlog = 5.63
419 nmlog = 5.21
439 nmlog = 5.36
416 nmlog = 5.59
514 nmlog = 4.34
635 nmlog = 3.50
580 nmlog = 3.90
648 nmlog = 3.41
a)H2TTMePPSoret band
b)H2TTMePPQ band
516 nmlog = 4.37
551 nmlog = 3.83
588 nmlog = 3.73
546 nmlog = 3.74
~ 430 nm~ 655 nm
Banda soretTP
Banda QTP
Banda soretSo S2
Banda QSo S2
Intensidad de la luminiscenciade las capas dopadas con laporfirina MP
Muestra MPMuestra MP
Exc(nm)/Em(nm) pH=2 pH=7 pH=11
435 / 656
435 / 712
Intensidad de la luminiscenciade las capas dopadas con la porfirina TP
Muestra TP Muestra TP
Exc(nm)/Em(nm) pH=2 pH=7 pH=11
419 / 643
419 / 697
435 / 643
435 / 697
Esquema de niveles energéticosy espectros de luminiscencia delas capas dopadas con MP
2.85 eV(435 nm)
1.89 eV(656 nm)
1.74 eV(712 nm)
Transiciones no radiativas
Muestras MPMuestras MP
Excit./Absorc. Emis.
Longitud de onda (nm)
300 400 500
Ab
so
rba
nc
ia0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
435 nm
Espectro de absorción
Longitud de onda (nm)
600 700
Inte
nsi
dad
FL
(u
.a.)
712 nm
656 nm
Espectro de emisión
Longitud de onda (nm)
350 400 450 500 550
Inte
ns
ida
d F
L (
u.a
.) 435 nm
Espectro de excitación
Esquema de niveles energéticosy espectros de luminiscencia delas capas dopadas con TP
2.85eV(435 nm)
1.92 eV(643 nm)
1.77 eV(697 nm)
Muestras TPMuestras TP
Excit./Absorc. Emis.2.96 eV
(419 nm)
Longitud de onda (nm)
300 400 500
Ab
sorb
anci
a
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
pH=2 pH=7 pH=11
Figure 4
419 nm435 nm
Espectro de absorción
Longitud de onda (nm)
350 400 450 500 550
Inte
ns
ida
d F
L (
u.a
.)
pH=2 pH=7 pH=11
419 nm
435 nm
Espectro de excitación
Longitud de onda (nm)
600 700
Inte
ns
ida
d P
L n
orm
. (u
.a.)
pH=2 pH=7 pH=11
643 nm
697 nm
Espectro de emisión
Evolución de la absorbancia conel espesor de los recubrimientosdopados con MP
Espesor= f(concentración de MP)
0 100 200 300 400 500Espesor (nm )
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
Abs
orba
ncia
pH =7, 433 nm
pH =11, 433 nm
pH =2, 434 nm
Ajustes a funciones polinómicas detercer grado
Desviación de la ley de Lambert-Beer
Procesos de dimerización de MP duranteel secado y tratamiento a 60 C
Evolución de la absorbancia conel espesor de los recubrimientosdopados con TP
Espesor= f(concentración de MP)
Ajustes a funciones polinómicas detercer grado
Desviación de la ley de Lambert-Beer
Procesos de dimerización de MP duranteel secado y tratamiento a 60 C
0 100 200 300 400 500Espesor (nm )
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
Abs
orba
ncia
pH =7, 436 nm
pH =11, 418 nm
pH =2, 435 nm
Conclusiones
1 Se han relacionado las propiedades ópticas con lascaracterísticas estructurales de las porfirinas encapsuladasen una matriz sol-gel.
2 Se ha establecido el esquema de niveles energéticosinvolucrados en los procesos de absorción y de emisiónluminosa de las porfirinas encapsuladas.
3 Las muestras dopadas con la porfirina TP presentan cambiosen su respuesta óptica cuando se producen variaciones de pH.
4 El comportamiento óptico de las porfirinas encapsuladasviene determinado por la naturaleza y número de lossustituyentes del grupo tetrapirrólico central.
Agradecimientos
Esta investigación se lleva a cabogracias a los proyectos
EC-FEDER-CICYT 2FD97-0141y
DGES PB97-0287
A las Dras. J.Dargiewicz y M.Makarska