close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

494 ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

код для вставкиСкачать
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
494
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПРОИЗВОДНЫХ БИФЕНИЛА
А.В. Станкевич, Ю.В.Матвеенко, А.А.Пап
Научные руководители: профессор, д.х.н. В.Е. Агабеков и к.ф-м.н. А.А Муравский
ГНУ Институт химии новых материалов НАН Беларуси,
Республика Беларусь, г.Минск, ул. Франциска Скорины, 36, 220141
E-mail: [email protected]
POLARIZED LUMINESCENCE FROM THIN SOLID FILMS OF BIPHENYL DERIVATIVES
A.V. Stankevich, Y.V. Matveienko, A.A.Pap
Scientific Supervisor’s: Academ. Prof. Dr. V.E. Agabekov and Ph. D. A.A. Muravsky,
Institute of Chemistry of New Materials, NAS of Belarus, Belarus, Minsk, Fr. Skoryny str., 36, 220141
E-mail: [email protected]
We obtained thin films with polarized luminescence and investigated energetic properties of novel materials
M409 and PAP205, which are linear 2,7-bis(phenyl-(E)-ethenyl)-N-phenyl carbazole derivatives. Thin organics
films have been simply aligned by wet deposition on substrate with rubbed polymer. Films shows stable
polarized luminescence in green for M409 and blue-white for PAP205 spectral range with high anisotropy 4,5
and 17 respectively. HOMO LUMO levels of these molecules have been found using cyclic voltammetry and UVVIS spectroscopy.
Современное материаловедение с каждым годом предъявляет новые требования к свойствам
создаваемых материалов. Одним из перспективных направлений является формирование упорядоченных
молекулярных структур. Параметр порядка, которых влияет на оптические [1] и электрические свойства
[2] тонкопленочного материала. С момента создания первого электролюминесцентного диода [3]
предпринимались различные шаги для внедрения этой технологии в производстве дисплеев, в течении
последних лет были созданы AMOLED дисплеи, однако стоимость и срок службы таких устройств до сих
пор не может конкурировать с ЖК технологиями. Одним из путей применения OLED устройств в
дисплеях является поляризованная электролюминесцентная подсветка ЖК матриц [4].
Цель настоящей работы получению тонких слоёв органических люминофоров 30-100 нм на основе
производных N-фенил карбазола с поляризованной люминесценцией, и изучить их энергетические
характеристики: уровни ВЗМО, НСМО и ширину запрещённой зоны исследуемых материалов.
Электрохимические измерения проводились с помощью потенциостата ПИ-50 (ГЗИП Гомель,
Беларусь). В качестве генератора сигналов использовали ЦАП/АЦП (УНПРУП «УНИТЕХПРОМ БГУ»,
Минск, Беларусь) с полосой пропускания ЦАП 100МГц АЦП 50 кГц. В стандартной трёхэлектродной
ячейке с серебряным квазиэлектродом сравнения [5] и рабочим электродом из ИОО (индий-олово оксид
10 Ωсм-2) или платиновой фольги. Скорость развертки потенциала составляла 200 мB·c-1.Перед каждым
экспериментом раствор продувался сухим аргоном не менее 30 минут. Все электроды перед
экспериментом очищали по следующей схеме: обработка в ультразвуковой ванне (УЗ) 10 мин
в
бидистиллированной воде, 10 мин в ацетоне, 10 мин в изопропиловом спирте, затем 15 минут
ультрафиолетовая очистка. Электрохимическая ячейка перед экспериментом обрабатывалась смесью
серной кислоты и пероксида водорода в течение одного часа при температуре 80 °С.
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
495
Для калибровки электрохимической шкалы относительно уровня вакуума использовался ферроцен,
работа выхода электрона составляет -4,8 eV [5, 6]. Уровень ВЗМО находился из циклической
вольтамперограммы по потенциалу начала окисления красителя относительно работы выхода электрона
для ферроцена. Эксперимент проводили в перегнанном хлористом метилене (ХЧ), предварительно
очищенном концентрированной серной кислотой и осушенном оксидом фосфора(V) . В качестве
поддерживающего электролита использовался 0.1 М тетрабутиламмония гексафторофосфат (Aldrich
99,9% for electrochemistry).
Оптические свойства соединений изучались в растворе хлористого метилена и плёнках. Спектры
люминесценции растворов регистрировались на спектрофлуориметре SOLAR c полосой возбуждения
люминесценции в максимуме поглощения красителя. Спектры поглощения и люминесценции пленок
регистрировали на спектрометре Ocean Optics HR4000CG- UV-NIR в диапазоне длин волн от 200 до 1000
нм. Измерения проводились в кварцевой кювете (толщина слоя раствора 1 см, растворение красителя до
достижения оптической плотности D=1).
В качестве объектов исследования выбраны два люминесцентных красителя PAP205 и M409 – 2,7-бис
(фенил-(Е)-этенильные)
производные
N-фенил
карбазола.
Для
получения
поляризованной
люминесценции использовался метод нанесения красителей из растворов на подложки с натёртым
тонким слоем полимера-ориентанта – полиамида (найлон-6). Предполагаемым путем ориентации
молекул является наличие лиотропный фазы в системе краситель-хлорбензол.
Краситель M409 показал возможность формирования анизотропных люминесцентных плёнок из
растворов хлорбензола (Рис. 1) дихроизм поглощения и анизотропия люминесценции составили 5,1 и 4,5
соответственно.
Рис. 1. Дихроичный спектр поглощения и люминесценции пленок M409
Рис. 2. Дихроичный спектр поглощения и люминесценции PAP205
Высокую поляризацию люминесценции показал образец, полученный из раствора PAP205 в
хлорбензоле (Рис 2). Величины дихроизма поглощения и анизотропии люминесценции составили 13 и
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
496
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
17, соответственно. Особенностью данного красителя является то, что излучаемый свет имеет более
высокое контрастное отношение поляризации, чем дихроизм поглощения. Не исключено, что такой
эффект обусловлен различной упорядоченностью групп ответственных за люминесценцию и
поглощение.
Поглощение красителя PAP 205 сдвинуто в УФ область с максимумами 375 нм и 400 нм. При
возбуждении красителя в максимум поглощения он люминесцирует в жёлтой части спектра с тремя
максимумами поглощения при 423, 440, 480 нм, соответственно. Краситель M409 имеет один пик с
поглощением в УФ области спектра с
максимумом 395. При возбуждении красителя в максимум
поглощения он люминесцирует в сине-зелёной части спектра с пиком люминесценции 495 нм. В таблице
1 представлены обобщённые характеристики полученных данных.
Циклическая вольтамперограмма соединения PAP205 в растворе хлористого метилена, показала что
краситель полуобратимо окисляется в области анодных потенциалов. Потенциал начала окисления
начинается при 0,99 В при этом в области потенциалов 1.20 В наблюдается предельный ток окисления
100 нA. Стоит отметить, что окисление красителей соответствует отрыву электрона из ВЗМО. Полу
обратимый пик восстановления соответствует потенциалу 0,99 В. Процесс считается полуобратимым, так
как ток затраченный на окисления на прямом ходе развёртки потенциала больше тока восстановления на
обратном. Таким образом, можно судить, что вещество обладает относительной стабильностью при
окислении. Циклическая вольтамперограмма M409 показывает необратимое окисление красителя в
области анодных потенциалов. Потенциал начала окисления соответствует 1 В.
Таблица 1. Оптические и энергетические характеристики красителей
Eg 0-0 trans Eg abs edge
НСМО 0-0 НСМО abs
Материал
ВЗМО
eV
eV
trans
edge
PAP205
3,01
2,97
-5,23
-2,22
-2,26
M409
2,61
2,62
-5,25
-2,64
-2,63
DR
17
3,5
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Muravsky A. et al. New properties and applications of rewritable azo‐dye photoalignment //Journal of the
Society for Information Display. – 2008. – Т. 16. – №. 9. – С. 927–931.
2. O'Neill M., Kelly S. M. Liquid crystals for charge transport, luminescence, and photonics //Advanced
Materials. – 2003. – Т. 15. – №. 14. – С. 1135–1146.
3. Tang C. W., VanSlyke S. A. Organic electroluminescent diodes //Applied Physics Letters. – 1987. – Т. 51.
– №. 12. – С. 913–915.
4. Grell M., Bradley D. D. C. Polarized luminescence from oriented molecular materials //Advanced
Materials. – 1999. – Т. 11. – №. 11. – С. 895–905.
5. Gagne R. R., Koval C. A., Lisensky G. C. Ferrocene as an internal standard for electrochemical
measurements //Inorganic Chemistry. – 1980. – Т. 19. – №. 9. – С. 2854–2855.
6. D’Andrade B. W. et al. Relationship between the ionization and oxidation potentials of molecular organic
semiconductors //Organic Electronics. – 2005. – Т. 6. – №. 1. – С. 11–20.
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа