Новые электролюминесцентные материалы для создания высокоэффективных органических светодиодов (OLEDs)

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 17-73-20012

НазваниеНовые электролюминесцентные материалы для создания высокоэффективных органических светодиодов (OLEDs)

Руководитель Валиев Рашид Ринатович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" , Томская обл

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 03 - Химия и науки о материалах; 03-701 - Структура и свойства органических и гибридных функциональных материалов

Ключевые слова Органические светодиоды, электролюминесценция, [8]циркулены, порфирины, квантовая химия, флуоресценция, фосфоресценция, эксиплекс, перовскиты, перенос энергии

Код ГРНТИ31.15.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Технология светоизлучающих диодов (LEDs) в последние 15 лет интенсивно развивается и является главным источником мирового рынка компактных устройств, таких как смартфоны, планшеты, дисплеи телевизоров и прочие гаджеты [B. Minaev et. al., PCCP, 2014, http://dx.doi.org/10.1039/C3CP53806K; G. Baryshnikov et. al., Chem. Rev.,2017, http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00060]. Органические светоизлучающие диоды (OLEDs), как основное направление технологии LEDs, имеют огромный потенциал для данных приложений, так как являются более дешевой и экологически безопасной альтернативой традиционным неорганическим источникам света. При этом процесс изготовления OLEDs сравнительно дешевле и проще. Однако, не смотря на значительные достижения в области органической светоизлучающей электроники, основные принципы и механизмы излучения OLEDs все еще являются важной и значимой областью научных исследований, так как многие проблемы, такие как повышение квантовой эффективности и вольт-яркостных характеристик до сих пор не решены, особенно, что касается голубых OLEDs [H. Wu et. al, Chem. Commun., 2017, http://dx.doi.org/10.1039/C6CC04901J; H. Wu et. al, J. Am. Chem. Soc., http://dx.doi.org/10.1021/jacs.6b10550; Q.-W. Zhang et.al., J. Am. Chem. Soc., 2016, http://dx.doi.org/10.1021/jacs.6b04776]. Учитывая большое разнообразие современных органических светоизлучающих материалов, главной целью нашего проекта является исследование люминесцентных свойств новых наногибридных, органических и металлокомплексных материалов, а также разработка на их основе новых высокоэффективных светоизлучающих устройств. Основываясь на наших предыдущих исследованиях, в качестве активных эмиссионных материалов мы рассмотрим органические производные карбазола и гетеро[8]циркуленов, металлокомплексных комплексов одновалентной меди и серебра, неорганические перовскитные наночастицы общей формулы XZrO3, где X=Ba, Ca или Mg. Главным образом, мы планируем исследовать явления триплет-синглетной конверсии между возбужденными состояниями эксиплексов и термически активированную замедленную флуоресценцию (рисунок 1). Эти процессы значительно усиливают эффективность OLEDs и открывают новые возможности для их цветовой настройки [V. Cherpak et. al, J. Phys. Chem, 2014, http://dx.doi.org/10.1021/jp503437b; V. Cherpak et. al, J. Phys. Chem. C, 2013, http://dx.doi.org/10.1021/jp407397y]. Помимо этого, в рамках данного проекта будет разработана теория активации неорганических перовскитных материалов органическими молекулами и эксиплексами (рисунок 2). Несмотря на то, что такие гибридные устройства только развиваются, они уже зарекомендовали себя как перспективные представители нового поколения источников света с высокой эффективностью. Гибридные светоизлучающие диоды имеют огромный потенциал, так как обладают гибкостью подобно OLEDs и при этом, подобно неорганическим LED-устройствам, имеют высокую яркость и узкие полосы испускания в области электромагнитного спектра. Принципы их работы будут исследованы в нашем проекте, на основе чего будут созданы реальные прототипы первых наногибридных OLEDs. В данном проекте мы будем использовать современные теоретические методы исследования наряду с последними экспериментальными результатами нашей группы и наших коллег для того, чтобы внести существенный вклад в область развития органических и гибридных светоизлучающих диодов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Г. В. Барышников, Д. А. Сунчугашев, Р. Р. Валиев, Б. Ф. Минаев, Х. Огрен Vibronic absorption spectra of the angular fused bisindolo- and biscarbazoloanthracene blue fluorophores for OLED applications Chemical Physics, 513, 105-11 (год публикации - 2018)
10.1016/j.chemphys.2018.07.023

2. Р. Р. Валиев, Г. Барышников, Д. Сундхольм Relations between the aromaticity and magnetic dipole transitions in the electronic spectra of hetero[8]circulenes Physical Chemistry Chemical Physics, DOI 10.1039/C8CP05694C (год публикации - 2018)
10.1039/C8CP05694C

3. Гадиров Р. Р., Валиев Р. Р., Самсонова Л. Г., Дегтяренко К. М., Измайлова Н. В., Одод А. В., Красникова С. С., Якушенко И. К., Копылова Т. Н. Thermally activated delayed fluorescence in dibenzothiophene sulfone derivatives: theory and experiment Chemical Physics Letters, 717,53-58 (год публикации - 2019)
10.1016/j.cplett.2019.01.014

4. Конышев Ю.В., Гадиров Р.М., Валиев Р.Р., Одод А.В., Дегтяренко К.М., Красникова С.С., Якущенко И.К., Копылова Т.Н. Электролюминесценция эксиплекса цинкового комплекса с дырочно-транспортным материалом Известия Высших Учебных Заведений. Физика, 1, 62, 124-129 (год публикации - 2019)

5. Валиев Р.Р., Барышников Г.В., Черепанов В.Н., Сундхольм Д. Ab Initio Исследование Фосфоресценции Гетеро[8]Циркуленов Известия Высших Учебных Заведений. Физика, 3, 62, 21-25 (год публикации - 2019)
10.17223/00213411/62/3/21

6. Гусев А. Н., Кискин М. А., Брага Е. В., Чапран М., Виосна-Сайга Г., Барышников Г. В., Минаева В. А., Минаев Б. Ф., Иванюк К., Стахира П, Огрен Х., Линерт, В. A novel zinc complex with ethylenediamine schiff base for highly luminance blue fluorescent oled applications Journal of physical chemistry c (год публикации - 2019)
10.1021/acs.jpcc.9b02171

7. Валиев Р. Р., Черепанов В. Н., Насибуллин Р. Т., Сундхольм Д., Куртен Т. Calculating rate constants for intersystem crossing and internal conversion in the Franck-Condon and Herzberg-Teller approximations Phys. Chem. Chem. Phys., 21, 18495-18500 (год публикации - 2019)
10.1039/C9CP03183A

8. Валиев Р.Р., Гадиров Р. М., Дегтяренко К. М., Григорьев Д. В., Насибуллин Р. Т., Барышников Г. В., Минаев Б. Ф., Педерсенд С. К., Пительков М. The blue vibronically resolved electroluminescence of azatrioxa[8]circulene Chemical Physics Letters, 732,136667 (год публикации - 2019)
10.1016/j.cplett.2019.136667

9. Валиев Р. Р. Competition between the nonadiabatic electronic state-mixing and the Herzberg-Teller vibronic effects in fluorescence process of tetraoxa[8]circulene Chemical Physics Letters (год публикации - 2019)
10.1016/j.cplett.2019.136914

10. Конышев Ю. В.,Насибуллин Р. Т., Черепанов В. Н., Барышников Г. В., Валиев Р. Р. Теоретическое исследование безызлучательного переноса энергии от эксиплекса к перовскитам Известия вузов. Физика (год публикации - 2019)
10.17223/00213411/62/10/148

11. Валиев Р. Р., Бенки И., Конышев Ю. В., Флигл Х., Сундхольм Д. Computational Studies of Aromatic and Photophysical Properties of Expanded Porphyrins Journal of Physical Chemistry A (год публикации - 2018)
10.1021/acs.jpca.8b02311

12. Валиев Р. Р., Черепанов В. Н., Барышников Г. В., Сундхольм Д. First-principles method for calculating the rate constants of internal-conversion and intersystem-crossing transitions Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP), 9,20,6121--6133 (год публикации - 2018)
10.1039/C7CP08703A

13. Барышников Г. В., Валиев Р. Р., Минаев Б. Ф., Огрен Х. Optical tuning of tetrabenzo[8]circulene derivatives through pseudorotational conformational isomerization Dyes and Pigments, 151,372-379 (год публикации - 2018)
10.1016/j.dyepig.2018.01.013

14. Конышев Ю.В., Черепанов В.Н., Барышников Г.В., Валиев Р.Р. Фотофизические константы молекулы тетраоксо[8]Циркулена Известия Высших Учебных Заведений. Физика (год публикации - 2018)

Публикации