Органические светоизлучающие диоды нового поколения на основе люминесцентных бета-дикетонатных комплексов редкоземельных элементов

Проект направлен на разработку эффективных и экономичных источников света на основе координационных соединений редкоземельных ионов – европия, тербия, неодима, самария, с лигандным окружением на основе 1,3-дикетонов. В рамках проекта предполагается провести исследования зависимости эффективности передачи энергии электронного возбуждения от структуры лигандного окружения в комплексе; эти исследования будут проведены на гомологических рядах комплексов с минимальными изменениями в структуре лигандов. На основании полученных данных будут построены модели передачи и релаксации энергии электронного возбуждения, и сформулированы основные направления модификации лигандного окружения для достижения максимального квантового выхода люминесценции. На основе соединений, обладающих максимальной эффективностью люминесценции, будут разработаны и оптимизированы прототипы органических светоизлучающих диодов. На предыдущих этапах проекта были обнаружены следующие новые еще не описанные в литературе эффекты. Во-первых, было качественно установлено, что ион-центрированная люминесценция комплексов европия может возникать благодаря передаче энергии не только с триплетного, но также и с более высокорасположенных энергетических уровней лигандного окружения. Эти экспериментальные результаты идут в разрез с общепринятой моделью, где единственным донором энергии для редкоземельного иона считается триплетный уровень лигандов. В рамках проекта планируется уточнение модели передачи энергии в редкоземельных комплексах. В основе модели предполагается использовать данные по спектрально разрешенному оптическому поглощению в фемтосекундном диапазоне времен для гомологических рядов комплексов редкоземельных ионов с 1,3-дикетонами. Систематизация полученных результатов позволит сформулировать основные направления модификации лигандного окружения для достижения максимального квантового выхода люминесценции редкоземельных комплексов, и разработать эффективные светодиоды на их основе. Во-вторых, было обнаружено, что в спектрах фото- и электролюминесценции (в светодиодах) одних и тех же соединений европия наблюдается различые излучательные переходы иона, и для одного и того же соединения спектр эмиссии иона лантаноида существенно различается в зависимости от способа возбуждения. Это свидетельствует о возможности избирательной передачи энергии лигандам в одной молекуле разнолигандного комплекса. Продолжение гранта направлено на уточнение и систематизацию знаний по механизмам передачи и релаксации электронного возбуждения в редкоземельных комплексах, установление более детальной модели этих процессов с помощью современных оптических методов. Ответы на вопросы, поставленные в рамках настоящего проекта, позволят получить качественно новое понимание процессов, ответственных за квантовый выход люминесценции в редкоземельных комплексах, и разработать прототипы эффективных светоизлучающих диодов нового поколения.