CC BY
6
УДК 537.37;539.216.2;661.8'078.2
Капустина А.А, Николаев. А.А., Назаренко М.А., Офлиди. А.И.
ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИЯ ТОНКОПЛЁНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТЕРБИЯ(Ш) С ЗАМЕЩЕННЫМИ БЕНЗОЙНЫМИ КИСЛОТАМИ
Капустина Анна Андреевна - аспирант 1 -го года обучения кафедры физической и коллоидной химии; «Южный Федеральный Университет», Россия, Ростов-на-Дону, 344090, ул. Зорге 7. kapustina_annia@mail.ru. Николаев Антон Александрович - аспирант 4-го года обучения кафедры общей и неорганической химии и информационно-вычислительных технологий в химии; ФГБОУ ВО «Кубанский Государственный Университет», Россия, Краснодар, 350040, ул. Ставропольская 149.
Назаренко Максим Андреевич - Старший преподаватель кафедры общей и неорганической химии и информационно-вычислительных технологий в химии; ФГБОУ ВО «Кубанский Государственный Университет», Россия, Краснодар, 350040, ул. Ставропольская 149.
Офлиди Алексей Иванович - кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии и информационно-вычислительных технологий в химии; ФГБОУ ВО «Кубанский Государственный Университет», Россия, Краснодар, 350040, ул. Ставропольская 149.
В ходе выполнения данного этапа работ, на основании детального исследования растворимости полученных ранее координационных соединений тербия(Ш) в хлороформе, учитывая результаты по люминесцентным характеристикам, термической устойчивости и летучести, были получены тонкие пленки для изготовления органических светодиодов на основе координационных соединений
3.4-диэтоксибензоата тербия(Ш) с фенантролином, 3,5-диэтоксибензоата тербия(Ш) и
2.5-диметоксибензоата тербия(Ш).
Ключевые слова: координационные соединения, тонкоплёночные материалы, OLED, органические светодиоды, люминесценция
PHOTOLUMINESCENCE OF THIN FILM MATERIALS BASED ON COMPLEX COMPOUNDS OF TERBIUM (III) WITH SUBSTITUTED BENZOIC ACIDS
Kapustina A.A.1, Nikolaev. A.A.2, Nazarenko M.A.2, Oflidi. A.I.2 1 Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russian Federation 2Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
The article discusses the process of obtaining thin-film materials, based on a detailed study of the solubility of the previously obtained coordination compounds of terbium (III) in chloroform, taking into account the results on luminescence characteristics, thermal stability and volatility, thin films were obtained for the manufacture of organic light-emitting diodes based on coordination compounds 3,4 terbium (III) diethoxybenzoate with phenanthroline, terbium (III) 3,5-diethoxybenzoate and terbium (III) 2,5-dimethoxybenzoate.
Key words: coordination compounds, thin-film materials, OLED, organic light-emitting diodes, luminescence
Введение
В настоящее время актуальной стала задача поиска новых, менее энергоёмких источников освещения и средств отображения информации. Примером таких устройств могут служить OLED. В качестве тонкоплёночного материала для OLED часто используют различные комплексы РЗЭ. Такие комплексные соединения должны обладать эффективной люминесценцией и способностью образовывать тонкоплёночные покрытия. Отдельно рассматривается термостабильность и растворимость комплексного соединения, так как это обуславливает выбор методики получения покрытия [1].
Органический светоизлучающий диод -сложная многослойная структура, состоящая из тонкослойных анода, катода, эмиссионного слоя и инжектирующих и блокирующих слоёв (рис. 1).
I Kartq
^кпряти^ииший с-чвЛ
НиучишЛ croft
г^ыро1 IHO-:^ diddicjuíi CJEI!
Ami
СШЛДННАЛ J1ÜI1 ПЛННН
Рис. 1. Структура OLED
Необходимо отслеживать качество
поверхности получаемых плёнок в каждом слое, а также соблюдать ряд требований к поверхности тонкой плёнки, таких как сплошность, равномерность, однородность, гладкость, отсутствие кристаллических вкраплений. Важной
характеристикой OLED является его время жизни, которое определяется рабочим напряжением и
качеством покрытия материала люминесцентного слоя. Наименее изученными классами соединений для активного слоя в OLED являются карбоксилаты РЗЭ(Ш), которые могут быть использованы как эффективные люминофоры.
Экспериментальная часть
Процесс подготовки подложек проводили по методике подготовки подложек ITO. Раствор PVK готовили постепенным прибавлением растворителя к навеске полимера по следующей методике: вначале к 50 мг полимера приливали 2 мл хлороформа и оставляли набухать в течение 2-3 часов, контролируя уровень растворителя по предварительно сделанной отметке. Затем приливали еще 2 мл хлороформа для окончательного растворения набухшего полимера, а еще через час -доливали остаток растворителя для доведения концентрации до необходимой.
Заключение
В ходе работы были получены тонкие плёнки координационных соединений 3,4-диэтоксибензоата тербия(Ш) с фенантролином, 3,5-диэтоксибензоата тербия(Ш) и 2,5-диметоксибензоата тербия(Ш) и изучена их люминесценция (рисунок 2), а так же определено оптимальное соотношение
Смешанный раствор РУК:КС получали прямым смешением растворов двух веществ в необходимом соотношении. После этого раствор выдерживали в течение 1,5 часов, периодически встряхивая, для равномерного распределения допированного комплекса в матрице полимера.
Тонкие плёнки получали на установке для центрифужного полива 8Р1К-1200Б. Перед нанесением раствора подложка помещалась на вакуумную держатель, затем были заданы следующие параметры: скорость вращения подложки (об./мин), время вращения подложки в секундах. (Таблица 1)
Определение наличия кристаллических вкраплений проводили на оптическом микроскопе. Спектры возбуждения и люминесценции плёнок были записаны с помощью спектрофотометра (Флюорат-02 «Панорама»). Возбуждение люминесценции в плёнках проводилось УФ-излучением.
Таблица 1. Параметры получения тонких плёнок
полимер(комплекс), основанное на изучении графиков интегральной интенсивности
люминесценции плёнок. (рисунок 3).
Tb(3,4DEBz)3phen Tb(3,5DEBz)3 Tb(2,5DMBz)3
С(КС) мг/мл PVK: КС V (мкл) и (об/мин) t (с) С(КС) мг/мл PVK: КС V (мкл) и (об/мин) t (с) С(КС) мг/мл PVK: КС V (мкл) и (об/мин) t (с)
1,00 10:1 150 1600 2500 1 19 1,00 10:1 160 1800 2800 1 19 1,00 10:1 165 1700 2000 1 19
1,11 9:1 140 1600 2500 1 19 1,11 9:1 160 1800 2800 1 19 1,11 9:1 160 1700 2000 1 19
1,25 8:1 140 1600 2500 1 19 1,25 8:1 165 1800 2800 1 19 1,25 8:1 160 1700 2000 1 19
1,43 7:1 140 1600 2500 1 19 1,43 7:1 165 1800 2800 1 19 1,43 7:1 160 1700 2000 1 19
1,66 6:1 160 1600 2500 1 19 1,66 6:1 165 1800 2800 1 19 1,66 6:1 160 1700 2000 1 19
2,00 5:1 200 2000 3000 1 19 2,00 5:1 165 1800 2800 1 19 2,00 5:1 150 1900 2200 1 19
2,50 4:1 200 2000 3000 1 19 2,50 4:1 165 1800 2800 1 19 2,50 4:1 150 1900 2200 1 19
3,33 3:1 200 2000 3000 1 19 3,33 3:1 165 1800 2800 1 19 3,33 3:1 150 1900 2200 1 19
5,00 2:1 200 2000 3000 1 19 5,00 2:1 165 1800 3000 1 19 5,00 2:1 170 2000 2500 1 19
10,00 1:1 200 2000 3000 1 19 10,00 1:1 165 1800 3000 1 19 10,00 1:1 170 2000 2500 1 19
Индивидуальное вещество 120 2000 3000 1 19 Индивидуальное вещество 120 2000 2200 1 19 Индивидуальное вещество 120 2000 2300 1 19
Рис. 2. Спектры люминесценции допированных тонких плёнок координационных соединений: а) ТЬ(3,40ЕБ1)зрИеп, б) ТЪ(2,5Е>МБ2)3, в)ТЪ(3,5ВЕБ2)
Оптимальным соотношением
полимер:комплекс для полученных плёнок было выбрано соотношение 3:1, основанное на высокой интенсивности свечения плёнки и отсутствию кристаллических вкраплений и других дефектов на поверхности плёнок, которые могут привести к пробою электрического светоизлучающего диода.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края в рамках научного проекта № 19-43-233003 рмола
Список литературы
1. Назаренко М.А. [Электронный ресурс] //Журнал общей химии: сайт. — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44156098 (дата
обращения 04.06.2021).
Рис. 3. Интегральная интенсивность люминесценции допированных тонких плёнок: а) Tb(3,4DEBz)3phen, б) Tb(2,5DMBz)3, в)ГЪ(3,5ВЕВ2)
