Organic Molecular Materials: Crystal Growth and Spectroscopic Characterization

Questo lavoro di tesi si articola in due campi di ricerca emergenti nel panorama dei materiali molecolari organici.Il primo riguarda l'utilizzo di cristalli di composti binari a trasferimento di carica (CT) e impacchettamento misto (“mixed-stack”). E' stato infatti suggerito che tali composti CT potrebbero essere buoni semiconduttori, con un trasporto bilanciato di elettroni e lacune. Tali proprietà possono essere opportunamente combinate con la possibilità di modificare il “band gap” e di controllare la struttura dell'impacchettamento. La maggior parte del lavoro di questa tesi è stata dedicata allo studio di cristalli CT [1:1] a impacchettamento misto. Questi cristalli sono composti da molecole planari π-coniugate di elettron-donatori (D) ed elettron-accettori (A). Dal punto di vista della ricerca dei materiali, molti aspetti applicativi stanno venendo studiati, dai semiconduttori ambipolari alla ferroelettricità. Dato che varie interazioni contribuiscono al manifestarsi di una complessa fenomenologia, è importante esplorare lo spazio delle fasi dei cristalli CT a impacchettamento misto, per capire e controllare i fattori determinanti le proprietà fisiche di interesse. Questo è stato l'obbiettivo principale di questa tesi, e si è cercato di raggiungere tale scopo crescendo e caratterizzando vari cristalli CT a stack misto organizzati in “serie”, in cui solo uno dei dei due componenti, l'elettron-accettore viene cambiato. Una delle idee per costruire semiconduttori bio-compatibili è quella di usare antichi coloranti naturali, come il Chinacridone. E' stato possibile effettuare uno studio preliminare riguardante il polimorfismo di questo materiale, presentato nell'ultimo capitolo.