Порівнювання ефективностей переносу енергії збудження синглетними і триплетними екситонами в карбазолілвмісних полімерах
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.01.0025Ключові слова:
карбазолiлвмiснi полiмери, сенсибiлiзована фосфоресценцiя, перенос енергiї, синглетнi i триплетнi екситониАнотація
Дослiдженi спектри люмiнесценцiї чистих плiвок полi-N-епоксипропiлкарбазолу (PEPC), полi-N-епоксипропiл-3,6-дiхлоркарбазолу (DClPEPC) i полi-N-епоксипропiл- 3,6-дiбромкарбазолу (DBrPEPC) та з домiшкою бiс[2-(2′ -бензотiенiл)-пiридинато- N,C3′ ](ацетилацетонату) iридiю (Btp2Ir(acac)), плiвок полiстиролу (PS) з домiшкою Btp2Ir(acac), а також плiвок PEPC з двома домiшками – бензофенону i Btp2Ir(acac). Зазначенi полiмери перспективнi для практичного використання в оптоелектронних пристроях. Визначено, що у PEPC енергiя збудження переносилася як синглетними екситонами шляхом мiграцiї i далекодiючої диполь-дипольної взаємодiї, так i триплетними через мiграцiю i короткодiючу обмiнну електронну взаємодiю, а у випадку DBrPEPC, який лише фосфоресцiював – тiльки триплетними екситонами. Встановлено, що квантовий вихiд сенсибiлiзованої фосфоресценцiї молекул Btp2Ir(acac) в матрицi карбазолiлвмiсного полiмеру нижчий, нiж при прямому їх збудженнi в матрицi PS, при цьому в PEPC вiн був, вiдповiдно, у три i п’ять разiв вище, нiж у DClPEPC i DBrPEPC. Показано, що пiсля трансформацiї молекулами бензофенону частини синглетних екситонiв PEPC у триплетнi, iнтенсивнiсть сенсибiлiзованої фосфоресценцiї Btp2Ir(acac) зменшувалась. Зроблено висновок про те, що в процесi мiграцiї частина синглетних i триплетних екситонiв локалiзувалася в хвостових енергетичних станах, i, крiм того, частина триплетних екситонiв захоплювалася продуктами окислення полiмеру.
Посилання
<li>J. Kido, K. Hongawa, K. Okuyama, K. Nagai. White light-emitting organic electroluminescent devices using the poly(N-vinylcarbazole) emitter layer doped with three fluorescent dyes. Appl. Phys. Lett. 64, 815 (1994).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.111023">https://doi.org/10.1063/1.111023</a>
</li>
<li>Y. Kawamura, S. Yanagida, S.R. Forrest. Energy transfer in polymer electrophosphorescent light emitting devices with single and multiple doped luminescent layers. J. Appl. Phys. 92, 87 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1479751">https://doi.org/10.1063/1.1479751</a>
</li>
<li>Y. Kawamura, K. Goushi, J. Brooks et al. 100% phosphorescence quantum efficiency of Ir(III) complexes in organic semiconductor films. Appl. Phys. Lett. 86, 071104 (2005).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1862777">https://doi.org/10.1063/1.1862777</a>
</li>
<li>B.C. Krummacher, V.-E. Choong, M.K. Mathai et al. Highly efficient white organic light-emitting diode. Appl. Phys. Lett. 88, 113506 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.2186080">https://doi.org/10.1063/1.2186080</a>
</li>
<li>D.-H. Lee, J.S. Choi, H. Chae et al. Highly efficient phosphorescent polymer OLEDs fabricated by screen printing. Displays 29, 436 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.displa.2008.02.006">https://doi.org/10.1016/j.displa.2008.02.006</a>
</li>
<li>H.A. Al-Attar, A.P. Monkman. Solution processed multilayer polymer light-emitting diodes based on different molecular weight host. J. Appl. Phys. 109, 74516 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.3569831">https://doi.org/10.1063/1.3569831</a>
</li>
<li>Sung Il Ahna, Wan Kyu Kim, Si Hong Ryu, Kuk Joo Kim, Seong Eui Lee, Sung-Hoon Kim, Jung-Chul Park, Kyung Cheol Choi. OLED with a controlled molecular weight of the PVK (poly(9-vinylcarbazole)) formed by a reactive inkjet process. Org. Electron. 13, 980 (2012).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.orgel.2012.02.016">https://doi.org/10.1016/j.orgel.2012.02.016</a>
</li>
<li>J. Birnstock, J. Blassing, A. Hunze et al. Screen-printed passive matrix displays based on light-emitting polymers. Appl. Phys. Lett. 78, 3905 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1379594">https://doi.org/10.1063/1.1379594</a>
</li>
<li>C.D. Muller, A. Falcou, N. Reckefuss et al. Multi-colour organic light-emitting displays by solution processing. Nature 421, 829 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1038/nature01390">https://doi.org/10.1038/nature01390</a>
</li>
<li> C.W. Tang, S.A. VanSlyke. Organic electroluminescent diodes. Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.98799">https://doi.org/10.1063/1.98799</a>
</li>
<li> P.A. Lane, L.C. Palilis, D.F. O'Brien et al. Origin of electrophosphorescence from a doped polymer light emitting diode. Phys. Rev. B 63, 235206 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.235206">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.235206</a>
</li>
<li> S. Blumstengel, F. Meinardi, R. Tubino. Long-range energy transfer of singlet and triplet excitations in dyedoped tris(phenylquinoxaline). J. Chem. Phys. 115, 3249 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1388050">https://doi.org/10.1063/1.1388050</a>
</li>
<li> H. Xu, R. Chen, Q. Sun et al. Recent progress in metalorganic complexes for optoelectronic applications. Chem. Soc. Rev. 43, 3259 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1039/C3CS60449G">https://doi.org/10.1039/C3CS60449G</a>
</li>
<li> A.V. Vannikov, A.D. Grishina. Photochemistry of Polymeric Donor-Acceptor Complexes (Nauka, 1984) (in Russian).
</li>
<li> Yu.A. Skryshevskii. Photostability of molecules of aromatic amines in a polymeric matrix. J. Appl. Spectrosc. 69, 726 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1023/A:1021556929302">https://doi.org/10.1023/A:1021556929302</a>
</li>
<li> W.J. Finkenzeller, M.E. Thompson, H.Yersin. Phosphorescence dynamics and spin-lattice relaxation of the OLED emitter Ir(btp)2(acac). Chem. Phys. Lett. 444, 273 (2007).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.cplett.2007.07.022">https://doi.org/10.1016/j.cplett.2007.07.022</a>
</li>
<li> Y. Kawamura, J. Brooks, J.J. Brown et al. Intermolecular interaction and a concentration-quenching mechanism of phosphorescent Ir(III) complexes in a solid film. Phys. Rev. Lett. 96, 017404 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.017404">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.017404</a>
</li>
<li> Yu.P. Piryatinskii, V.N. Yashchuk, Yu.A. Cherkasov et al. Luminescence of poly-N-epoxypropylcarbazole. Zh. Prikl. Spektrosk. 53, 41 (1990) (in Russian).
<a href="https://doi.org/10.1007/BF00665139">https://doi.org/10.1007/BF00665139</a>
</li>
<li> I.S. Gorban', T.P. Volkova, A.Ya. Kalnitskii, V.N. Yashchuk. On the nature of structureless phosphorescenceof vinyl aromatic polymers. Ukr. Fiz. Zh. 29, 1267 (1984) (in Russian).
</li>
<li> Yu.A. Skryshevskii. Electronic excitation energy transfer in poly-N-epoxypropyl-3,6-dibromocarbazole. Phys. Solid State 52, 1308 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1134/S1063783410060302">https://doi.org/10.1134/S1063783410060302</a>
</li>
<li> S.P. McGlynn, T. Azumi, M. Kinoshita, Molecular Spectroscopy of the Triplet State (Prentice-Hall, 1969).
</li>
<li> S.M. Bonesi, R. Erra-Balsells. Electronic spectroscopy of N- and C-substituted chlorocarbazoles in homogeneous media and in solid matrix. J. Luminesc. 97, 83 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0022-2313(01)00240-X">https://doi.org/10.1016/S0022-2313(01)00240-X</a>
</li>
<li> Yu.A. Skryshevski. Energy transfer by singlet and triplet excitons in carbazole-containing polymers. J. Appl. Spectrosc. 79, 559 (2012).
<a href="https://doi.org/10.1007/s10812-012-9640-0">https://doi.org/10.1007/s10812-012-9640-0</a>
</li>
<li> M. Pope, C.E. Svenberg, Electronic Processes in Organic Crystals (Oxford Univ. Press, 1982).
</li>
<li> H. Bassler. Excitons in conjugated polymers. In Primary Photoexcitations in Conjugated Polymers: Molecular Exciton versus Semiconductor Band Model. Edited by N.S. Sariciftci (World Scientific, 1997).
</li>
<li> E.A. Akimova, A.V. Stronskii, A.P. Payuk et al. Recording of holografic diffraction gratings on carbazole-containing polymer thin films. Optoelektron. Poluprovodn. Tekhn. 49, 31 (2014) (in Russian).
</li>
<li> H. Bassler. Exciton and charge carrier transport in random organic solids. In Disorder Effects on Relaxational Processes, edited by R. Richert, A. Blumen (Springer, 1994).
<a href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-78576-4_18">https://doi.org/10.1007/978-3-642-78576-4_18</a>
</li>
<li> N.D. Zhevandrov, T.V. Ilyinykh. Study of the ratio of the energy transfer efficiencies for triplet and singlet levels in impure molecular crystals. Izv. Akad. Nauk SSSR Ser. Fiz. 42, 334 (1978) (in Russian).
</li>
<li> J. Jortner, S.A. Rice, J.L. Katz, S. Choi. Triplet excitons in crystals of aromatic molecules. J. Chem. Phys. 42, 309 (1965).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1695693">https://doi.org/10.1063/1.1695693</a></li></ol>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
