<div>
	Электролюминесценция новых координационных соединений ионов европия с β-дикетонами, уксусной и масляной кислотами</div>

Осадченко Анна Владимировна, Амброзевич Сергей Александрович, Захарчук Иван Александрович, Ващенко Андрей Александрович, Дайбаге Даниил Саюзович, Рыжов Александр Вячеславович , Певцов Дмитрий Николаевич , Певцов Николай Валерьевич , Селюков Александр Сергеевич

doi:10.17586/2226-1494-2024-24-4-570-576

2024 , ТОМ 24, НОМЕР 4 ( июль-август )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-4-570-576

УДК 538.958

Электролюминесценция новых координационных соединений ионов европия с β-дикетонами, уксусной и масляной кислотами

Осадченко А.В., Амброзевич С.А., Захарчук И.А., Ващенко А.А., Дайбаге Д.С., Рыжов А.В., Певцов Д.Н., Певцов Н.В., Селюков А.С.

Читать статью полностью

Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Осадченко А.В., Амброзевич С.А., Захарчук И.А., Ващенко А.А., Дайбаге Д.С., Рыжов А.В., Певцов Д.Н., Певцов Н.В., Селюков А.С. Электролюминесценция новых координационных соединений ионов европия с β-дикетонами, уксусной и масляной кислотами // Научнотехнический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24, № 4. С. 570–576. doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-4-570-576

Аннотация

Введение. Представлены результаты создания и исследования органических светоизлучающих светодиодов на основе координационных соединений ионами европия (Eu³⁺) c β-дикетонами и уксусной и масляной кислотами. Актуальность работы обусловлена активным поиском новых материалов для создания оптоэлектронных устройств с высокими люминесцентными характеристиками. Одной из таких характеристик является высокая чистота цвета, которая достигается за счет использования материалов с узкополосной люминесценцией, например, соединений на основе ионов Eu³⁺. Метод. Синтезированы комплексы на основе Eu³⁺ с 1,1,1-трифтор-4-фенил-2,4-бутандионом и уксусной Eu(Cl)(Btfa)(СН₃COO) (соединение 1), а также масляной Eu(Btfa)₂(СН₃(СН₂)₃COO) (соединение 2) кислотами. Светодиоды синтезированных соединений изготовлены при помощи комбинированной методики, включающей методы центрифугирования и термического напыления в вакууме. Характеристики светодиодов измерены методами оптической спектроскопии. Для исследования оптических свойств комплексов порошкообразные образцы соединений 1 и 2 помещались между двух кварцевых подложек. Спектры фотолюминесценции регистрировались с помощью спектрометра СДЛ-1, светодиода, с длиной волны излучения 365 нм и фотоэлектронного умножителя, работающего в линейном режиме. Спектры электролюминесценции получены при помощи спектрометра Ocean Optics Maya 2000 PRO. Основные результаты. В спектре фотолюминесценции исследованных комплексов наблюдалась характерная для ионов Eu³⁺ линейчатая структура. В спектре электролюминесценции также присутствует излучение, характерное для ионов Eu³⁺. Помимо него в коротковолновой области наблюдается дополнительная широкая полоса с максимумом излучения на длине волны 390 нм и с шириной на полувысоте 61 нм. Рабочее напряжение светодиода составило 10 В. Для исследованных светодиодов наблюдалось характерное «холодное» белое свечение. Обсуждение. В спектрах фото- и электролюминесценции для исследованных комплексов обнаружены следующие основные переходы: ⁵D₀ → ⁷F₀ (максимумы на длинах волн λ₁ = λ₂ = 580 нм для соединений 1 и 2), ⁵D₀ → ⁷F₁ (расщепленная полоса, с максимумами на длинах волн λ₁ = 587 нм, λ₂ = 593, нм λ₃ = 600 нм для соединения 1 и λ₁ = 592 нм, λ₂= 599 нм для соединения 2), ⁵D₀ → ⁷F₂ (расщепленная полоса, с максимумами на длинах волн λ₁ = 614 нм, λ₂ = 619 нм, λ₃ = 623 нм для соединения 1 и λ₁ = 614 нм, λ₂ = 618 нм, λ₃ = 620 нм для соединения 2), ⁵D₀ → ⁷F₃ (расщепленная полоса, с максимумами на длинах волн λ₁ = 648 нм, λ₂ = 652 нм, λ₃ = 655 нм для соединения 1 и λ₁ = 652 нм, λ₂ = 655 нм для соединения 2). Наблюдаемая в спектре электролюминесценции широкая полоса, возникает за счет вклада дырочного транспортного слоя и обусловлена сквозным протеканием носителей заряда через активный излучающий слой, что приводит к возникновению рекомбинации в PVK слое OLED. Анализ вольтамперных характеристик изготовленных устройств показал, что для них характерны два основных режима проводимости: ограничение тока пространственным зарядом (0–7 В) и ограничение, обусловленное процессами захвата носителей заряда (7–23 В). Результаты данной работы могут быть использованы при производстве устройств промышленного освещения.

Ключевые слова: фотолюминесценция, электролюминесценция, OLED, европий, Eu3+, β-дикетоны, координационные соединения, уксусная кислота, масляная кислота

Список литературы

Ващенко А.А., Витухновский А.Г., Лебедев В.С., Селюков А.С., Васильев Р.Б., Соколикова М.С. Органический светоизлучающий диод на основе плоского слоя полупроводниковых нанопластинок CdSe в качестве эмиттера // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2014. Т. 100. № 2. С. 94–98. https://doi.org/10.7868/S0370274X14140045
Селюков А.С., Витухновский А.Г., Лебедев В.С., Ващенко А.А., Васильев Р.Б., Соколикова М.С. Электролюминесценция коллоидных квазидвумерных полупроводниковых наноструктур CdSe в гибридном светоизлучающем диоде // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2015. Т. 147. № 4. С. 687–701.
Осадченко А.В., Ващенко А.А., Захарчук И.А., Дайбаге Д.С., Амброзевич С.А., Володин Н.Ю., Чепцов Д.А., Долотов С.М., Травень В.Ф., Авраменко А.И., Семенова С.Л., Селюков А.С. Органические светоизлучающие диоды с новыми красителями на основе кумарина // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 6. С. 1112–1118. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-6-1112-1118
Kim J.Y., Joo C.W., Lee J., Woo J.-C., Oh J.-Y., Baek N.S., Chu H.Y., Lee J.-I. Save energy on OLED lighting by a simple yet powerful technique // RSC Advances. 2015. V. 5. N 11. P. 8415–8421. https://doi.org/10.1039/C4RA10434J
Pode R. Organic light emitting diode devices: An energy efficient solid state lighting for applications // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020. V. 133. P. 110043. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110043
Kitagawa Y., Tsurui M., Hasegawa Y. Steric and electronic control of chiral Eu(III) complexes for effective circularly polarized luminescence // ACS Omega. 2020. V. 5. N 8. P. 3786–3791. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03613
Tanwar V., Singh S., Gupta I., Kumar P., Kumar H., Mari B., Singh D. Preparation and luminescence characterization of Eu(III)-activated Forsterite for optoelectronic applications // Journal of Molecular Structure. 2022. V. 1250. P. 131802. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.131802
Varaksina E.A., Taydakov I.V., Ambrozevich S.A., Selyukov A.S., Lyssenko K.A., Jesus L.T., Freire R.O. Influence of fluorinated chain length on luminescent properties of Eu3+ β-diketonate complexes // Journal of Luminescence. 2018. V. 196. P. 161–168. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.12.006
Ilmi R., Zhang D., Dutra J.D.L., Dege N., Zhou L., Wong W.-Y., Raithby P.R., Khan M.S. A tris β-diketonate europium(III) complex based OLED fabricated by thermal evaporation method displaying efficient bright red emission // Organic Electronics. 2021. V. 96. P. 106216. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2021.106216
Kozlov M.I., Kuznetsov K.M., Goloveshkin A.S., Burlakin A., Sandzhieva M., Makarov S.V., Ilina E., Utochnikova V.V. Solution-processed OLED based on a mixed-ligand europium complex // Materials. 2023. V. 16. N 3. P. 959. https://doi.org/10.3390/ma16030959
Wang P., Chai C., Wang F., Chuai Y., Chen X., Fan X., Zou D., Zhou Q. Single layer light‐emitting diodes from copolymers comprised of mesogen‐jacketed polymer containing oxadiazole units and PVK // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 2008. V. 46. N 5. P. 1843–1851. https://doi.org/10.1002/pola.22529
Yin Y., Lü Z., Deng Z., Liu B., Mamytbekov Z.K., Hu B. White-light-emitting organic electroluminescent devices with poly-TPD as emitting layer // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2017. V. 28. N 24. P. 19148–19154. https://doi.org/10.1007/s10854-017-7871-9
Дайбаге Д.С., Захарчук И.А., Осадченко А.В., Селюков А.С., Амброзевич С.А., Скориков М.Л., Васильев Р.Б. Люминесцентные и колориметрические свойства ультратонких наносвитков селенида кадмия // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2023 T. 50. № 11. С. 83–91.
Zhu Y.B., Geng K., Cheng Z.S., Yao R.H. Space-charge-limited current injection into free space and trap-filled solid // IEEE Transactions on Plasma Science. 2021. V. 49. N 7. P. 2107–2112. https://doi.org/10.1109/TPS.2021.3084461
Pope M., Swenberg C.E. Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers. Oxford University Press, 1999. https://doi.org/10.1093/oso/9780195129632.001.0001
Liu J., Liang Q.-B., Wu H.-B. Synthesis, photophysics, electrochemistry, thermal stability and electroluminescent performances of a new europium complex with bis(β‐diketone) ligand containing carbazole group // Luminescence. 2017. V. 32. N 3. P. 460–465. https://doi.org/10.1002/bio.3206

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License