Investigação teórica de complexos luminescentes de eu3+: elucidação dos mecanismos de transferência de energia e desenvolvimento de um protocolo computacional para predição do rendimento quântico
| Ano de defesa: | 2026 |
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Não Informado pela instituição
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| Programa de Pós-Graduação: |
Pós-Graduação em Química
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| Departamento: |
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| Link de acesso: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/26085 |
Resumo: | This work aimed to theoretically investigate the luminescent propertiesof Eu3+complexes containing β-diketonate ligands, focusing on understandingtheenergytransfer and backtransfer mechanisms responsible for the luminescent efficiencyofthese systems. Using semi-empirical methodologies, four complexes withpotential technological applications were studied: [Eu(tta)3(5,5’-dmbpy)] and [Eu(btfa)3(5,5’-dmbpy)], applied in the construction of OLED devices, and [Eu(tta)3(δ-val)(H2O)] and[Eu(btfa)3(δ-val)(H2O)], investigated as luminescent markers for gunshot residue.The theoretical investigation of these systems was necessary to understand, at themicroscopic scale, the photophysical processes that govern the luminescentperformance of the complexes, allowing them to be correlated withtheoptical properties observed experimentally. The theoretical results obtained agreedwell withthe experimental data provided by collaborators, demonstrating that thecalculatedproperties consistently describe the luminescent behavior of the studiedcompoundsand explain their efficiency in different technological applications. Inadditiontophotophysical studies, this thesis also involved the development of anewcomputational protocol for predicting the quantum yield in Eu 3+ complexes. Themodel was parameterized and validated using experimental quantumyield dataavailableinthe literature for a library composed of 17 Eu 3+ complexes. The results demonstratedhigh accuracy in reproducing the experimental quantum yields, presentingameanabsolute error of around 10%, a value significantly lower than those observedfortheanalytical models traditionally employed in the literature, whose mean errorsrangedbetween approximately 20% and 55%. Thus, this work contributes to theelucidationof the photophysical mechanisms of Eu 3+ complexes and presentsanewcomputational methodology for the precise prediction of quantumyield. |
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Rodrigues, Jocelia Silva MachadoFreire, Ricardo Oliveira2026-09-10T19:54:52Z2026-09-10T19:54:52Z2026-07-27RODRIGUES, Jocelia Silva Machado. Investigação teórica de complexos luminescentes de eu3+: elucidação dos mecanismos de transferência de energia e desenvolvimento de um protocolo computacional para predição do rendimento quântico. 2026. 172 f. Tese (Doutorado em Química) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/26085This work aimed to theoretically investigate the luminescent propertiesof Eu3+complexes containing β-diketonate ligands, focusing on understandingtheenergytransfer and backtransfer mechanisms responsible for the luminescent efficiencyofthese systems. Using semi-empirical methodologies, four complexes withpotential technological applications were studied: [Eu(tta)3(5,5’-dmbpy)] and [Eu(btfa)3(5,5’-dmbpy)], applied in the construction of OLED devices, and [Eu(tta)3(δ-val)(H2O)] and[Eu(btfa)3(δ-val)(H2O)], investigated as luminescent markers for gunshot residue.The theoretical investigation of these systems was necessary to understand, at themicroscopic scale, the photophysical processes that govern the luminescentperformance of the complexes, allowing them to be correlated withtheoptical properties observed experimentally. The theoretical results obtained agreedwell withthe experimental data provided by collaborators, demonstrating that thecalculatedproperties consistently describe the luminescent behavior of the studiedcompoundsand explain their efficiency in different technological applications. Inadditiontophotophysical studies, this thesis also involved the development of anewcomputational protocol for predicting the quantum yield in Eu 3+ complexes. Themodel was parameterized and validated using experimental quantumyield dataavailableinthe literature for a library composed of 17 Eu 3+ complexes. The results demonstratedhigh accuracy in reproducing the experimental quantum yields, presentingameanabsolute error of around 10%, a value significantly lower than those observedfortheanalytical models traditionally employed in the literature, whose mean errorsrangedbetween approximately 20% and 55%. Thus, this work contributes to theelucidationof the photophysical mechanisms of Eu 3+ complexes and presentsanewcomputational methodology for the precise prediction of quantumyield.Este trabalho teve como objetivo investigar teoricamente as propriedadesluminescentes de complexos de Eu 3+ contendo ligantes β-dicetonatos, comfoconacompreensão dos mecanismos de transferência e retrotransferênciadeenergiaresponsáveis pela eficiência luminescente desses sistemas. Utilizando metodologiassemiempíricas, foram estudados quatro complexos compotencial aplicaçãotecnológica: [Eu(tta)3(5,5’-dmbpy)] e [Eu(btfa)3(5,5’-dmbpy)], aplicados naconstruçãode dispositivos OLED, e [Eu(tta)3(δ-val)(H2O)] e [Eu(btfa)3(δ-val)(H2O)], investigadoscomo marcadores luminescentes para resíduos de disparo de armadefogo. Ainvestigação teórica desses sistemas se fez necessária para a compreensão, emescala microscópica, dos processos fotofísicos que governamo desempenholuminescente dos complexos, permitindo correlacioná-los comas propriedadesópticas observadas experimentalmente. Os resultados teóricos obtidos concordarambem com os dados experimentais fornecidos por colaboradores, evidenciandoqueaspropriedades calculadas descrevem de forma consistente o comportamentoluminescente dos compostos estudados e explicam sua eficiência emdiferentesaplicações tecnológicas. Além dos estudos fotofísicos, esta tese tambémenvolveuodesenvolvimento de um novo protocolo computacional para predição dorendimentoquântico em complexos de Eu 3+ . O modelo foi parametrizado e validadoutilizandodados experimentais de rendimento quântico disponíveis na literaturaparaumabiblioteca composta por 17 complexos de Eu 3+ . Os resultados demonstraramelevadaexatidão na reprodução dos rendimentos quânticos experimentais, apresentandoerromédio absoluto em torno de 10%, valor significativamente inferior aos observadospara os modelos analíticos tradicionalmente empregados na literatura, cujoserrosmédios variaram entre aproximadamente 20% e 55%. Dessa forma, estetrabalhocontribui para a elucidação dos mecanismos fotofísicos de complexos deEu3+eapresenta uma nova metodologia computacional para a prediçãoprecisadorendimento quântico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESSão CristóvãoporCompostos de európioMetais de terras-rarasLuminescênciaComplexos de európioLantanídeosLuminescence Package (LUMPAC)Europium complexesLanthanidesLuminescenceSemiempirical methodsCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAInvestigação teórica de complexos luminescentes de eu3+: elucidação dos mecanismos de transferência de energia e desenvolvimento de um protocolo computacional para predição do rendimento quânticoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPós-Graduação em QuímicaUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/26085/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALJOCELIA_SILVA_MACHADO_RODRIGUES.pdfJOCELIA_SILVA_MACHADO_RODRIGUES.pdfapplication/pdf15007112https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/26085/2/JOCELIA_SILVA_MACHADO_RODRIGUES.pdf2e71693d7f8aef3be8d67bdb77e03034MD52riufs/260852026-09-10 16:54:52.336oai:oai:ri.ufs.br:repo_01:riufs/26085TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvcihlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSDDoCBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBTZXJnaXBlIG8gZGlyZWl0byBuw6NvLWV4Y2x1c2l2byBkZSByZXByb2R1emlyIHNldSB0cmFiYWxobyBubyBmb3JtYXRvIGVsZXRyw7RuaWNvLCBpbmNsdWluZG8gb3MgZm9ybWF0b3Mgw6F1ZGlvIG91IHbDrWRlby4KClZvY8OqIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIFNlcmdpcGUgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIHNldSB0cmFiYWxobyBwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byBwYXJhIGZpbnMgZGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIHRhbWLDqW0gY29uY29yZGEgcXVlIGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgU2VyZ2lwZSBwb2RlIG1hbnRlciBtYWlzIGRlIHVtYSBjw7NwaWEgZGUgc2V1IHRyYWJhbGhvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIGRlY2xhcmEgcXVlIHNldSB0cmFiYWxobyDDqSBvcmlnaW5hbCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gVm9jw6ogdGFtYsOpbSBkZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRlcMOzc2l0bywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgbsOjbyBpbmZyaW5nZSBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkZSBuaW5ndcOpbS4KCkNhc28gbyB0cmFiYWxobyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgU2VyZ2lwZSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvLgoKQSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBTZXJnaXBlIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUocykgb3UgbyhzKSBub21lKHMpIGRvKHMpIApkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRvIHRyYWJhbGhvLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIGFsw6ltIGRhcXVlbGFzIGNvbmNlZGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EuIAo=Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2026-09-10T19:54:52Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false |
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This work aimed to theoretically investigate the luminescent propertiesof Eu3+complexes containing β-diketonate ligands, focusing on understandingtheenergytransfer and backtransfer mechanisms responsible for the luminescent efficiencyofthese systems. Using semi-empirical methodologies, four complexes withpotential technological applications were studied: [Eu(tta)3(5,5’-dmbpy)] and [Eu(btfa)3(5,5’-dmbpy)], applied in the construction of OLED devices, and [Eu(tta)3(δ-val)(H2O)] and[Eu(btfa)3(δ-val)(H2O)], investigated as luminescent markers for gunshot residue.The theoretical investigation of these systems was necessary to understand, at themicroscopic scale, the photophysical processes that govern the luminescentperformance of the complexes, allowing them to be correlated withtheoptical properties observed experimentally. The theoretical results obtained agreedwell withthe experimental data provided by collaborators, demonstrating that thecalculatedproperties consistently describe the luminescent behavior of the studiedcompoundsand explain their efficiency in different technological applications. Inadditiontophotophysical studies, this thesis also involved the development of anewcomputational protocol for predicting the quantum yield in Eu 3+ complexes. Themodel was parameterized and validated using experimental quantumyield dataavailableinthe literature for a library composed of 17 Eu 3+ complexes. The results demonstratedhigh accuracy in reproducing the experimental quantum yields, presentingameanabsolute error of around 10%, a value significantly lower than those observedfortheanalytical models traditionally employed in the literature, whose mean errorsrangedbetween approximately 20% and 55%. Thus, this work contributes to theelucidationof the photophysical mechanisms of Eu 3+ complexes and presentsanewcomputational methodology for the precise prediction of quantumyield. |
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