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

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-72-20088

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

Руководитель Амброзевич Сергей Александрович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академии наук , г Москва

Конкурс №24 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-201 - Теория конденсированного состояния

Ключевые слова Люминесценция, органические светоизлучающие диоды, бета-дикетонаты редкоземельных комплексов

Код ГРНТИ29.31.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
С каждым годом в мире возрастает энергопотребление. Значительную часть от всего объема потребления энергии составляет освещение. В связи с ограниченным объемом ресурсов добычи энергии возникает проблема создания более экономичных источников света. На сегодняшний день в области освещения наблюдается постепенный переход от ламп накаливания к люминесцентным лампам и неорганическим светоизлучающим диодам. В области индикации и отображения информации уже перешел переход от электронно-лучевых трубок к жидкокристаллическим дисплеям. Однако постоянная миниатюризация, уменьшение размеров электронного оборудования, а также исключительные требования к экономичности его энергопотребления привели к тому, что жидкокристаллические дисплеи были также признаны неэффективными. Жидкокристаллическая матрица в таких дисплеях играет роль адаптивного фильтра, пропускающего излучения лампы-подсветки, которая включена всегда даже при относительно темном передаваемом изображении. В связи с этим основной тенденцией для портативного оборудования – сотовых телефонов и пр. сейчас является переход от жидкокристаллических дисплеев к дисплеям на основе активных элементов - органических светоизлучающих диодов. За 30 лет технология органических светодиодов достигла большого успеха. Несмотря на то, что уже разработаны материалы, обладающие высокой квантовой эффективностью, и позволяющие создать дисплеи с высочайшим качеством цветопередачи, практически у всех этих материалов есть большой недостаток - они сделаны на основе иридия. Иридий - это драгоценный металл, стоимость добычи которого с каждым годом увеличивается. Кроме того, дорогим оказывается не только сам иридий, но и процедуры синтеза люминофоров на его основе: практически все используемые соединения иридия нестабильны на воздухе и требуют применения специальных и дорогих синтетических техник - вакуумных линий Шленка и т.д., плохо масштабируемых в промышленных масштабах. Превышение в 2011 г. закупочной стоимости иридия психологического барьера в $1100 за тройскую унцию привело к пониманию, что необходимо отказываться от этого материала и продолжать поиск новых люминофоров, не менее эффективных, но обладающих существенно меньшей стоимостью производства, и совместимых при этом с технологией изготовления органических светодиодов. В рамках настоящего проекта планируется создание и исследование прототипов органических светоизлучающих диодов на основе нового класса люминесцентных материалов – гетероциклических бета-дикетонатов редкоземельных элементов. Редкоземельные ионы обладают интенсивной люминесценцией, однако из-за малого сечения поглощения в силу его резонансного характера необходимо обеспечить специальные условия для передачи электронного возбуждения к иону. В предлагаемых люминесцентных комплексах бета-дикетонатное лигандное окружение иона играет роль антенны, захватывающей электронное возбуждение и передающее его к иону. Планируется исследование оптических характеристик исследуемых комплексов и эффективности передачи электронного возбуждения от лиганда к редкоземельному иону в зависимости от типа лигандов. Также особое внимание будет уделено вопросам симметрии окружения редкоземельных ионов, поскольку она существенным образом влияет на спектры люминесценции комплексов; высокая симметрия может обеспечить исключительно узкополосую люминесценцию, необходимую в ряде применений. Наряду с соединениями Tb и Eu, люминесцирующими в видимом диапазоне, будут исследованы комплексы, полосы люминесценции которых лежат в ИК диапазоне. На основе комплексов, продемонстрировавших наибольшую эффективность люминесценции, будут созданы и оптимизированы прототипы органических светоизлучающих диодов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Метлина Д.А., Метлин М.Т., Амброзевич С.А., Тайдаков И.В., Лысенко К.С., Витухновский А.Г., Селюков А.С., Кривобок В.С., Аминев Д.Ф., Тобохова А.С. Luminescence and electronic structure of Nd3+ complex with pyrazole-substituted 1,3-diketone and 1,10-phenanthroline Journal of Luminescence, т. 203 стр. 546-553 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jlumin.2018.07.005

2. Коршунов В.М., Тайдаков И.В., Амброзевич С.А. Влияние лигандного окружения на фотолюминесценцию и электролюминесценцию комплексов Eu(III) Оптика и спектроскопия конденсированных сред: материалы XXIV Международной научной конференции (под научной редакцией В.А. Исаева и А.В. Лебедева) - Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2018. - 372 с. - 500 экз., стр. 251-252 (год публикации - 2018)

3. Коршунов В.М., Амброзевич С.А., Ващенко А.А., Тайдаков И.В., Горячий Д.О., Витухновский А.Г. Spectroscopic investigation of Eu3+ complexes with different fluorination degree of ligands XIII International Conference on Hole Burning, Single Molecule, and Related Spectroscopies: Science and Applications. Book of abstracts. August 6-12, 2018. Suzdal - Moscow, Russia. - Moscow, Trovant, 2018. - 208 p.; il., стр. 121-122 (год публикации - 2018)

4. Белоусов Ю.А., Гончаренко В.Е., Метлин М.Т., Тайдаков И.В., Лысенко К.А., Дроздова А.А. Неожиданное усиление люминесценции ацилпиразолонатных тетракис-комплексов европия при замене внешнесферного катиона IV Всероссийская конференция с международным участием «IV Российский день редких земель» (год публикации - 2018)

5. Коршунов В.М., Амброзевич С.А., Тайдаков И.В., Ващенко А.А., Горячий Д.О., Селюков А.С., Дмитриенко А.О. Novel β-diketonate complexes of Eu3+ bearing pyrazole moiety for bright photo- and electroluminescence Dyes and Pigments, номер 163, страницы 291–299 (год публикации - 2019)
10.1016/j.dyepig.2018.12.006

6. Комиссар Д.А., Метлин М.Т., Амброзевич С.А., Тайдаков И.В., Тобохова А.С., Вараксина Е.А., Селюков А.С. Luminescence properties of pyrazolic 1,3-diketone Ho3+ complex with 1,10-phenanthroline Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, том 222 статья 117229 (год публикации - 2019)
10.1016/j.saa.2019.117229

7. Гончаренко В.Е., Лунёв А.М., Тайдаков И.В., Коршунов В.М., Дроздов А.А., Белоусов Ю.А. Luminescent Lanthanide-Based Sensor for H2O Detection in Aprotic Solvents and D2O IEEE Sensors Journal, VOL. 19, NO. 17 P.7365 (год публикации - 2019)
10.1109/JSEN.2019.2916498

8. Заболотский М.С., Кацаба А.В., Амброзевич С.А., Витухновский А.Г., Васильев Р.Б. Reversible and Irreversible Degradation of CdS/ZnSe Nanocrystals Capped with Oleic Acid Physica Status Solidi: Rapid Research Letters (год публикации - 2020)
10.1002/pssr.202000167

9. А.Г. Витухновский, С.А. Амброзевич, В.М. Коршунов, И.В. Тайдаков, К.А. Лысенко, М.Т. Метлин, А.С. Селюков. Luminescent properties of complexes based on scandium(III) β-diketonates Journal of Luminescence (год публикации - 2018)
10.1016/j.jlumin.2018.03.053

10. А.Г. Витухновский, С.А. Амброзевич, В.М. Коршунов, И.В. Тайдаков, М.Т. Метлин, А.С. Селюков Effect of Bonding Scandium(III) ion to 1,3-Diketones on Their Luminescent Properties Journal of Russian Laser Research, № (год публикации - 2018)
10.1007/s10946-018-9702-8

11. Е.А. Вараксина, И.В. Тайдаков, С.А. Амброзевич, А.С. Селюков, К.А. Лысенко, Л.Т. Хесус, Р.О. Фрейре Influence of fluorinated chain length on luminescent properties of image image-diketonate complexes Journal of Luminescence, том 196 стр. 161-168 (год публикации - 2017)
10.1016/j.jlumin.2017.12.006

Публикации