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过渡金属(铼、钌)配合物光电功能材料与器件

傅春艳  
【摘要】: 许多过渡金属磷光配合物具有出色的光致发光和理论内量子效率可达100%的电致发光性能,随着有机电致发光研究的不断深入,近年来以过渡金属配合物作为发光中心的研究正逐渐成为该领域的重点。其中以铱、铂配合物为基础的高效有机电致发光器件得到了广泛的研究,而对于铼配合物的研究相对较少。铼配合物具有高的室温磷光量子效率、相对较短的激发态寿命和出色的热稳定性,对它们的发光机理及性能的研究可以加深对电致发光的认识和开发新型高效电致发光材料。有机光伏与电致发光之间存在着密切的联系,是完全相反的两个过程。有机紫外光探测器件是有机光电转换器件的应用领域之一,深入研究有机器件的光伏性能对于化学/生物分析、全彩色数字图像信号检测和高能辐射测量等具有重要意义。 本文以含乙烯基砒啶衍生物的铼金属配合物作为发光中心组装了红色有机电致发光器件,最优化浓度为2 wt.-%。首次发现室温下无法观测到光致发光的材料具有良好的电致发光特性。它改变了人们对开发电致发光材料的传统认识,即电致发光材料的选择必须建立在良好的光致发光的基础上,有助于开发新型OLED材料。 四氮杂苯并菲衍生物具有出色的载流子传输性能、特别是电子传输性能,本文以化合物DPPz作为配体制备了新型金属铼的配合物。并以此作为发光中心进行了电致磷光器件的组装。相对平衡的载流子注入和主体到客体的高效能量传递提高了电致发光器件的性能。其中Dexter机制起着主导的作用。F?rster能量传递机制和载流子俘获机制相对微弱。器件的最大效率为6.3 cd/A,最大亮度接近1000 cd/m2,相关的机理被讨论。在电致发光研究的基础上我们进一步开展了相应材料的有机光伏器件的研究。利用激基复合物的形成,研究了以m-MTDATA作为电子给体,以Re-DPPz、Tb(acac)3DPPz、Eu(TTA)3DPPz、Eu(DBM)3DPPz作为电子受体所组装的光伏器件的性能。该系列器件的响应范围均位于长波紫外区,是典型的可见盲区的紫外探测器件。研究表明由DPPz所组成的金属配合物不仅具有良好的电致发光性能,而且还可应用于传感。 合成了两种新型金属钌表面活性剂配合物,它们与水的混合体系展示良好的溶致液晶行为。以该液晶体系作为模板剂成功地制备出相应结构的介孔分子筛,由此证明了理想液晶模板机理。


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