Новые каркасные молекулы с необычной архитектурой как основа для создания материалов для OLED третьего поколенияНИР

Novel frame molecules with unusual architecture as a basis for the third-generation OLEDs

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 26 декабря 2024 г.-31 декабря 2025 г. Новые каркасные молекулы с необычной архитектурой как основа для создания материалов для OLED третьего поколения
Результаты этапа: По результатам реализации первого года проекта достигнуты следующие результаты: 1. Разработан метод комплексного теоретического анализа электронной структуры основных и возбужденных электронных состояний молекул, который был применен к серии донорно-акцепторных люминофоров на основе спиробифлуоренового каркаса. По результатам анализа сделан вывод о большей перспективности структур типа 2 (в которых реализуется Д-Д, А-А, Д-А гомо-сопряжение), поскольку эти соединения обладают большими значениями матричных элементов спин-орбитального взаимодействия для переходов T1 –> S1, в сочетании с малыми значениями энергии синглет-триплетного расщепления (ΔEST). Применение метода к 72 соединениям типа 2, содержащих на спиробифлуореновом каркасе донорные и акцепторные фрагменты различной природы, позволило прояснить влияние структурных факторов в спиро-сопряженных системах на ключевые параметры триплет-синглетной конверсии – разность энергий возбужденных состояний (ΔEST) и значения матричных элементов спин-орбитального взаимодействия (HSOC[Sn-Tn]). Показано, что увеличение эффективности гомо-сопряжения, которое определяется степенью локализации граничных орбиталей молекулы на спиробифлуореновом каркасе, увеличивает ΔEST. Влияние эффективности гомо-сопряжения на параметр HSOC[Sn-Tn] объяснено через анализ характеров (локальное возбуждение / перенос заряда) синглетных и триплетных возбужденных состояний. По результатам квантово-химического исследования выделены наиболее перспективные структуры, которые отличаются малыми значениями синглет-триплетного расщепления (ΔEST < 0.4 эВ) и большими значениями матричных элементов спин-орбитального взаимодействия (HSOC[Sn-Tn] > 0.4 см-1) 2. Разработан модульный синтетический подход к донорно-акцепторным люминофорам на основе спиробифлуоренового каркаса. Метод основан на независимом получении донорных и акцепторных модулей (арилборных кислот и дибромдиарилкетонов, соответственно) и последующей сборке спиробифлуорена по последовательности «реакция Сузуки – внутримолекулярная циклизация». С использованием этого метода в настоящем проекте впервые получены пять представителей донорно-акцепторных спиробифлуоренов, реализующих гомо-сопряжение. Предложенный синтетический маршрут открывает доступ к новому классу гомо-сопряженных спиробифлуореновых систем и формирует основу для дальнейшего исследования их полупроводниковых свойств. 3. Проведено вольтамперометрическое исследование и сравнительный анализ электрохимических свойств новых соединений. Показано, что все соединения окисляются и восстанавливаются в доступной области потенциалов. Потенциалы окисления лежат в диапазоне 0.5 – 0.9 В отн. Fc+/Fc, а восстановления – в диапазоне -2,4 – -2,6 В. Показано, что введение 4-цианофенильного заместителя в качестве акцепторного позволяет стабилизировать восстановленную форму люминофора, а введение диариламинового фрагмента в качестве донорного – окисленную форму. Из измеренных редокс-потенциалов оценены энергии граничных орбиталей (ВЗМО, НСМО). Полученные значения говорят о возможности использования синтезированных в проекте люминофоров в OLED-устройствах. 4. Проведено фотофизическое исследование новых люминофоров. Показано, что все полученные соединения поглощают свет в УФ области и люминесцируют в видимой области спектра с квантовыми выходами до 40%. По результатам экспериментов по тушению люминесценции кислородом сделан предварительный вывод о наличии эффекта замедленной флуоресценции (TADF). Для всех соединений продемонстрирована низкотемпературная фосфоресценция с характерными временами 1 – 2 секунды, что является прямым доказательством генерации триплетных форм при фотовозбуждении. Совокупное рассмотрение результатов фотофизического исследования позволило заключить, что синтезированные в проекте соединения являются перспективными кандидатами для использования в качестве электролюминесцентных материалов в OLED третьего поколения. Прямое доказательство наличия TADF эффекта (путем измерения характерного времени замедленной флуоресценции) запланировано на второй год выполнения проекта.
2 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Новые каркасные молекулы с необычной архитектурой как основа для создания материалов для OLED третьего поколения
Результаты этапа: -

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".