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铱配合物的光致发光与电致发光研究本论文着重研究铱配合物的光致发光与电致发光性质,主要包括以下内容:
一高效率非掺杂的红、绿、蓝三基色电致磷光器件引入功能化的β-二酮以提高铱配合物的载流子传输能力,使配合物在器件中能够有效地分离电荷,减少激子的湮灭,从而开发出高效率的非掺杂电致磷光器件。基于上述设想,我们合成了三个系列具有红、绿、蓝发射的功能铱配合物并制备了非掺杂器件。实验结果表明功能β-二酮的引入能有效地减少三重态激子的湮灭,使红、绿、蓝绿非掺杂器件的性能分别提高了12、8、8倍。
二辅助配体三重态能级对铱配合物性质的影响为研究β-二酮三重态能级对铱配合物的光物理和电化学性质的影响,我们选取四个具有不同三重态能级的β-二酮为辅助配体,三个可与铱形成不同金属到配体电荷转移三重态能级的环金属配体,共合成了十二个铱配合物。通过比较这些配合物的光物理、电化学性质,我们发现当β-二酮的三重态能级较高时,配合物具有较高的磷光量子产率,当β-二酮的三重态能级较低时,配合物在常温很难观察到磷光发射。此外,我们通过量化计算研究配合物的HOMO、LUMO能级,由此推测配合物的跃迁归属,发现计算与实验达到了很好的统一。
三以铱配合物为主体材料的高效电致磷光器件通过修饰辅助配体β-二酮的结构,如增大体积、改善载流子传输能力,我们设计合成了五个具有绿光发射的铱配合物,用这些配合物取代常用的荧光小分子CBP作为红光铱配合物的主体材料,我们制备了高效率的橙红光电致磷光器件。同时还发现主体铱配合物的体积、载流子传输能力对器件的性能都有显著的影响:体积的增大有利于减少三重态-三重态湮灭,但是体积过大会降低主客体之间的能量传递效率;载流子传输能力的改善有利于减少主体三重态激子的湮灭,从而提高器件的性能。
四铱配合物的气致变色和气致变荧光现象研究我们发现铱配合物PIrqnx具有气致变色和气致变荧光性能。PIrqnx在固体时存在两种状态:一种是具有红色强荧光的红色固体;另一种是荧光发射很弱的黑色固体。有趣的是,黑色PIrqnx可以在乙腈蒸气中迅速地转化为红色PIrqnx,但在其它挥发性溶剂的蒸气中没有变化。通过理论计算以及比较两种晶体的堆积结构,发现黑色PIrqnx固体中存在的分子孔道可以吸附乙腈,同时乙腈分子还可以与配合物形成强的氢键,最终导致分子堆积的重新排列转化成红色PIrqnx。磷光