8_羟基喹啉金属配合物的有机发光材料研究进展_吕青竹

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收稿日期:2008—07—10

作者简介:吕青竹(1975-),女,辽宁本溪市人,讲师,主要从事化学教学及发光配合物方面研究.【学术研究】

8-羟基喹啉金属配合物的有机发光材料研究进展

吕青竹

(抚顺师专,辽宁抚顺113006)

摘 要:简述8-羟基喹啉金属配合物的发光原理.综述了8-羟基喹啉金属配合物发光材料的国内外研

究现状,同时对8-羟基喹啉金属配合物发光材料的应用前景进行了展望.

关键词:8-羟基喹啉金属配合物;发光原理;有机电致发光

中图分类号:O644.19 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2008)03-0013-02

金属配合物作为一种新型的有机发光材料,由于其在光学传感器及有机发光器件(Light emitting

Devices )等方面的潜在应用受到了人们的重视[1].关于金属配合物发光性能的研究已有多年的历史,但近

几年人们才将其与发光材料的研制相联系.1987年,美国柯达公司Tang 等[2]以8-羟基喹啉铝(AlQ 3)

作为发光层,获得了驱动电压小于10V 、发光亮度1000cd m 2(一般电视屏最高亮度80cd m 2

)、发光效率

1.5lm W 的有机电致发光器件,为金属配合物发光器件的研制做出了开拓性的工作.AlQ 3作为电致发光材料有许多优良的特性,如成膜质量好、具有较高的载流子迁移率、较好的热稳定性及较大的量子效率(光子数 电子数=0.01)等.由于8-羟基喹啉可与多种金属形成配合物,因此近年来不断出现许多其它类型

的发光材料[3],在此简述8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的研究进展情况.

1 8-羟基喹啉金属配合物的发光原理

金属离子与有机配体形成的配合物具有发光性质,其发光能力与金属离子的电子构型及有机配体的立体结构有关.8-羟基喹啉作为有机配体本身不发光,与金属形成螯合物后使原来8-羟基喹啉非刚性平面结构转变为刚性平面结构,即金属离子与氮、氧螯合而处于同一平面内的平面结构,这种结构极易与电子交叠,使分子变形困难,导致分子从激发态回到基态时发生无辐射跃迁的几率大大下降,主要发生辐射跃迁,从而使金属配合物发光,所以配体8-羟基喹啉与金属所形成的配合物的发光类型主要是金属离子微扰的配体发光.部分具有f 电子轨道的稀土金属由于自身电子构型的特点,与配体形成配合物,配体向金属离子传递能量,最终导致金属离子发光,其发光类型为配体微扰的金属离子特征发光,属于这种发光类型的金属离子都具有未充满的d 或f 轨道.

2 8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的国内外研究情况

2.1 1、2、3价金属8-羟基喹啉发光材料

1、2、3价金属离子形成的金属有机物的发光属于配

体发光,这类配合物具有分子内络盐结构,即分子是由含

一个酸性基和一个其它配位基的一价二齿配体与金属离子

形成的螯合物.配合物为电中性,配位数达到饱和,金属与

配体之间形成稳定的六元环,见图1.

这类配合物通常都有很好的电子传输特性,是有机电

致发光中较理想的材料[4、5].1987年,Tang C W [2]用8-

羟基喹啉铝作为发光层制成了有机电致发光器件,之后人

们不断探索Al 以外的金属(Ca 、Be 、Zn 、Mg 、Ga 等)与羟基喹啉形成的配合物发光材料,具有较好的发光性能,并且可以发射不同颜色的光有:8-羟基喹啉锌(ZnQ 2),发光颜色为黄色,谱峰在568nm 左右,发光亮度在26V 偏压下,达到16200cd m 2;8-羟基喹啉镁(M gQ 2),发出强的蓝绿色荧光,最大发射光波长大约第10卷第3期2008年9月 辽宁师专学报Journal of Liaoning Teachers College V ol .10No .3Sep .2008

在528nm;8-羟基喹啉铍(BeQ2)发光颜色与AlQ3相似,谱峰也在520nm左右;8-羟基喹啉镓(GaQ3),发光谱峰在553nm左右,为强的蓝—绿光.Burrow ns[6]等研究对比了GaQ3和AlQ3的发光性能,后者的光致发光光谱强度是前者的4倍,但从驱动电压、电致发光量子效率和稳定性看,GaQ3是更好的显示器件. 8-羟基喹啉锂(LiQ)的器件在14V直流电压驱动下的最大电致发光(Electroluminescence,EL)发射波长为508nm的蓝色光,器件的起动电压仅为3V,显示良好的电致发光性能,当驱动电压为26V时,最大亮度达1200cd m2.

同时,改进配体也可以使配合物的性质发生变化,如在8-羟基喹啉的5位上引入Cl,可增加膜的稳定性,延长器件寿命.此外,马东阁等[7]为了增加电子的流动性,设计合成了双核的8-羟基喹啉铝配合物(DAlQ3),它的EL发光效率是1.2lm W,比AlQ3(1.0lm W)高.山田等[3]对另外几个8-羟基喹啉金属配合物的电致发光性能进行了比较,包括ZnQ2、B eQ2、MgQ2、Zn(mq)2、Be(mq)2和Al(prq)3(其中:mq为2-甲基-8-羟基喹啉,prq为7-甲基-8-羟基喹啉),把这些材料应用到器件上发出绿光或黄光,亮度均在3000cd m2以上,以ZnQ2最高,达到16200cd m2,其它的发光亮度依次为AlQ3(15800cd m2)、BeQ2(8700cd m2)、MgQ2 (3700cd m2);Zn(mq)2(8900cd m2)、B e(mq)2(8800cd m2)和Al(prq)3(3000c d m2).

2.2 稀土8-羟基喹啉发光材料

稀土配合物的发光主要是由稀土离子的d电子和f电子跃迁产生,发光波长取决于稀土离子,受配体的影响较小.这类配合物发光光谱比较窄,色度更纯一些[8].彭俊彪等[9]以8-羟基喹啉稀土鳌合物(ReQ3,Re=Ce、Dy、Eu、Er)为发光材料,制得一系列EL器件,但其强度只有AlQ3的十分之一.其后李斌等[10]又报道了用铕的三元配合物为发光层制得的EL器件具有很好的效果.Curry R J和Gillin W P[11]用掺稀土Er元素制成长波长(1540nm)的有机发光二极管,将有机发光器件应用到长波长通讯领域之中.近几年的文献报道了一些关于以8-羟基喹啉为配体的近红外发射稀土配合物,可应用到近红外发光选择装置上,如选择扩大器、有机发光二极管.2004年9月,Van Deun R等[12]用8-羟基喹啉衍生物合成了15种铒的配合物,其中4种得到了单晶,并对这些化合物的性质进行了研究,所用到的8-羟基喹啉衍生物见图2、表1.

根据反应条件、所加金属和配体的量的不同,得到三种类型化合物:(1)当金属与配体的比为1∶3时,得到三元化合物;(2)当金属与配体的比为1∶4时,得到四元化合物;(3)当金属与配体比为3∶8时,得到三聚化合物.利用三种合成方法合成了8种化合物,其中4种得到了单晶,分别是NH4[Er3(Q)8]Cl(OH)·4C4H8O2、Er3(Q5Cl)8(CH3COO)·6CHCl3、Er(Q57Cl)3·6C4H8O2、NH4[Er(Q57Br)4]·C4H8O2,并对比了三种配合物在不同溶剂中的发光光谱,对后面的研究有较大的启示.同年11月,Artizzu F等[13]用8-羟基喹啉与稀土元素Er合成了Er3Q9配合物,并得到了单晶,进行了光学性质分析.

3 8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的应用及展望

有机发光材料的开发是一个涉及化学、物理、材料、电子学等众多学科的研究领域,有机发光材料虽然经历时间较短,但已取得了世人瞩目的成就[14].以有机小分子材料做成的电致发光器件已经产业化,产品主要集中在小屏幕显示方面,如荷兰的Philips公司已经建造了一条有机电致发光器件的生产线,主要用于生产手机和其它手提电子设备的背光显示.由此可见,新型发光材料的研制及其新的应用领域的开拓将是人们继续努力的方向.具有高稳定性、高效率、高亮度、低驱动电压的有机电致发光显示器仍是下一代发展的目标.8-羟基喹啉金属配合物作为目前有效的有机电致发光材料之一,其在绿色发光器件中的应用已经进入实用化阶段,在红色、白色及变色发光器件中的应用还有待进一步完善,随着人们对有机发光材料的不断探索,性能优良的有机发光材料将会不断出现,也将很快占领高科技市场,并进入人们的生活.(下转60页)

任何一种运动项目对人的意志、品德都有培养作用,而武术对人的意志、品德的考验却是多方面的.练武不仅需要有恒心、坚持不懈的品质,还需要有刻苦、耐劳、勇敢无畏的精神和坚韧不拔的战斗意志.因此,长期锻炼能培养勤奋、刻苦、顽强的意志品质.“未曾学艺先学礼,未曾习武先习德”传统中,一直把对习武者德行的培养列入教武的先决条件,历代武学宗师如王子平、霍元甲等等都是后人极好的榜样.在今天的社会主义社会中,武德的核心是为人民服务、明德爱国.大量的研究证明,武术对促进学生(特别是中小学生)德智体全面发展有重要作用,这与全民健身计划中强调的“以青少年儿童为重点”是一致的.此外,由于习武者在练武的同时,能够培养个人的恒心、意志,因此也必定在客观上促进社会主义精神文明建设.

2.3 内容丰富多彩,活跃文化生活

武术具有较高的观赏价值.早在汉代,舞剑作为一种观赏性娱乐活动,盛行于宫廷中,妇孺皆知的《鸿门宴》中记载的项庄舞剑便是这种活动.到了唐代,舞剑更是深入民间,杜甫在《观公孙大娘舞剑》中写到“昔有佳人公孙氏,一舞剑嚣动四方”,诗中有剑,剑中有诗,可见当时武术已与文化娱乐生活水乳交融了.近现代,各种武术观摩交流会、交流活动的大力开展,使武术的推广工作初步进入良性循环中,在著名的武术之乡———河北省沧洲“习武于田间”的现象随处可见,从一个侧面体现了全民健身计划中所要求的“提高农民的体质与健康”.

2.4 初步具备产业化的作用

社会主义市场经济要求各行各业都能在这个大潮中体现自身的价值,它的原则是适者生存,不适者淘汰.这就要求全民健身所属的实体要充分适应社会主义市场经济,能够在其中独立生存.《全民健身计划纲要》中也要求“建立产业化的全民健身体系的基本框架”,武术正是适应了这种环境而发展起来的.

武术作为中华民族传统文化的重要组成部分,它的健身作用愈来愈来被人们所认识.为此,在全民健身计划的实施过程中,应将武术作为重点项目来宣传、推广、普及,使武术的巨大潜力在全民健身中充分发挥,使全民健身计划得以真正实现.(责任编辑 刘国忠,邵艳艳)

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参考文献:

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[14]牛淑云,来巍.有机发光材料研究进展[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2001,24(3):288-294.

(责任编辑 王心满,于 海)

苯并噻唑与金属配合物的合成及性质研究

学号:0000000000 本科毕业论文 2-(2-吡啶基)苯并噻唑与金属Cu(Ⅱ)配合物的合 成及性质研究 The synthesis and properties of 2-(2-pyridyl) benzothiazole and metal Cu (Ⅱ) 姓名:某某某 专业:环境科学 指导教师姓名:某某某 指导教师职称:教授 2014年5月

摘要 苯并噻唑类金属配合物在光电磁性、化学传感器、晶体结构、生物活性及催化等方面的研究有着深远的意义和良好的发展前景。由于苯并噻唑类化合物中含有N、S两种杂原子,有共扼大π键,能够产生π-π堆积且给电子能力较强,很容易与金属离子配位形成金属配合物。所以此文章选用了金属元素Cu(Ⅱ)与配体2-(2-吡啶基)苯并噻唑合成金属配合物,并测定其晶体结构,研究其发光性质,具体要做到以下几点: 1、用2-吡啶甲酸和邻苯硫酚两种原料合成配体2-(2-吡啶基)苯并噻唑; 2、合成以Cu(Ⅱ)为中心金属离子,2-(2-吡啶基)苯并噻唑为配体的配合物,并培养出单晶,测定其晶体结果、发光性质; 3、通过紫外可见光谱和荧光光谱对配体和配合物进行表征,我们可看出紫外可见光谱图中配体与配合物的吸收峰相似,其原因可能是配体内的π-π*跃迁引起的。我们测出荧光光谱图,其中配体、配合物的最大发射峰分别为365nm、385nm,由此结论可推知配合物相对配体L发生了红移,从而得出结论这可能是由于金属到配体的电荷转移跃迁(MLCT)引起。 关键词:苯并噻唑类Cu(Ⅱ)的配合物有机电致发光晶体结构紫外光谱荧光光谱

Abstract Benzothiazole metal complexes has far-researching significance and good development prospects in photoelectric magnetic, chemical sensors, crystal structure, biological activity and catalysis.Because benzothiazole compounds contain N and S two kinds of impurity atoms and a conjugate big π bond,so they can produce the π-π* and have stronger electron-donating ability, which make it easy for ligand to form metal complexes with metal ions.So this article selects metal element Cu (II) and ligand 2 - (2 - pyridyl) benzothiazole to compose metal complex, and measure its crystal structure, study its luminescent properties, specifically to do the following: 1, using 2- pyridine carboxylic acid and adjacent thiophenol two kinds of raw material for the synthesis of the ligand 2- (2- pyridyl) benzothiazole; 2, making Cu (II) as the central metal ion, 2- (2- pyridyl) benzothiazole as the ligand, to compose the complex and cultivate single crystal, determining its crystallographic results and luminescent properties; 3, The ligand and complexes were characterized by UV visible spectra and fluorescence spectrathe, we can see that the ligand UV-Vis spectra and absorption peak are similar to complexes, it may be caused by the π-π*transition in ligand. we measure the fluorescence spectra, the maximum emission peak of the ligand and complexes are respectively 365nm、385nm, the conclusion shows that the complexes relatived to ligand L have a red shift, this may be due to the charge transfer transition from metal to ligand(MLCT). KeyWords: Benzothiazole class Cu(II) complexes organic electroluminescence Crystal structure Ultraviolet spectrum Fluorescence spectrum

纳米材料的研究进展及其应用全解

纳米材料的研究进展及其应用 姓名:李若木 学号:115104000462 学院:电光院

1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型人介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来,从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段: 第一阶段(1990年以前):主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能;研究对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段(1990~1994年):人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性,设计纳米复合材料,复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段(1994年至今):纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。

2、纳米材料:石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体(monocrystalline silicon)高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

关于碳纳米管的研究进展综述

关于碳纳米管的研究进展 1、前言 1985年9月,Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子,称作为富勒烯。这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新 的“大碳结构”概念诞生了。之后,人们相继发现并分离出C 70、C 76 、C 78 、C 84 等。 1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。1993年,通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管;同年,Yacaman等以乙炔为碳源,用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。1999年,韩国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。 2、碳纳米管的制备方法 获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。化学气相沉积法是实现工业化大批量生产碳纳米管的有效方法,但由于生长温度较低,碳纳米管中通常含有

几种Eu()三元有机配合物的合成与发光研究(精)

几种Eu(Ⅲ)三元有机配合物的合成与发光研究 方璞龚孟濂* i中山大学化学与化学工程学院 摘要:本论文合成了β-二酮及其Eu(Ⅲ)三元有机配合物,并用1H-NMR、元素分析、热重分析、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等分析方法检验并比较其性质。实验结果表明,3种Eu(Ⅲ)三元配合物均为优良的光致发光材料,其跨越400 nm的激发带使之适用于涂覆在近400 nm InGaN芯片上,制备红色LED。 关键词:β-二酮Eu(Ⅲ)有机三元配合物荧光发光二极管 一前言 半导体白光发光二极管(white light-emitting diode,WLED)是一种继白炽灯泡、普通和紧凑型荧光灯与各种类型高强度气体放电灯(HID)之后新的固体光源。 本学位论文以稀土Eu3+有机配合物作为探求新型的、高效的LED用红色发光材料的研究对象,进行有机配体及其Eu3+s三元有机配合物的分子设计、合成、光致发光性能研究,并应用于制备近紫外光半导体芯片激发的LED,探索其实际应用的可能性。 二合成实验 (一) EuCl3溶液的制备 (二) 乙酰联苯(ACBP)的合成[1][2] (三) 联苯甲酰三氟丙酮(BPTFA)的合成[3] BPTFA元素分析测定值(计算值),%:C 62.17(65.75),H 3.909(3.767)。 BPTFA的FAB MS、1H NMR和元素分析结果表明:合成产物为目标产物。 (四) 二元配合物Eu(BPTFA)3(H2O)2的合成[4] ————————————— 创新项目:第六届化学院创新化学研究基金项目第200604号

第一作者:方璞中山大学化学与化学工程学院 指导教师:龚孟濂cesgml@https://www.360docs.net/doc/086917599.html, Eu(BPTFA)3(H2O)2元素分析测定值(计算值),%:C 55.44(55.44),H 3.098(3.477)。 (五) Eu(Ⅲ)有机三元配合物的合成 分别以邻菲啰啉(1,10-phenanthroline,phen)、联吡啶(bipyridine,bpy)和三苯基氧化膦 O)2二元配合物反应,制备(Triphenylphosphine oxide,TPPO)为第二配体,与Eu(BPTFA) 3(H2 Eu(Ⅲ)有机三元配合物。 Eu(BPTFA)3phen:EuC60H41N2O6F9元素分析值(计算值),%:C 59.46(59.60),H 3.017(3.394),N 2.250(2.322)。 Eu(BPTFA)3(TPPO)2:EuC84H63O8F9P2元素分析值(计算值),%: C 63.41(63.64),H 3.746(3.914)。 Eu(BPTFA)3bpy:EuC58H41N2O6F9元素分析值(计算值),%:C 58.91(58.78),H 3.077(3.463),N 2.342(2.365)。 由元素分析结果可知,合成的Eu(Ⅲ)有机三元配合纯度都较高。 三结果和讨论 (一) 热重分析 热重分析结果表明,合成的几种Eu(Ⅲ)三元配合物的热分解温度都在327 ℃以上,适合在WLED(不低于150℃)与OLED(organic electroluminescence diodes)(不低于250 ℃)中应用。(二) 红外吸收光谱分析 参照有关文献[5]-[7]对配合物和配体的红外谱图作归属,见表3.2。 表3.2 Eu(Ⅲ)三元配合物的红外吸收数据归属(cm-1) Table 3.2 Assignments in IR spectra of the europium(Ⅲ) complexes (cm-1) 以上结果表明phen和BPTFA均与Eu3+配位而生成了稳定的配合物。 (三) 紫外-可见吸收光谱

8_羟基喹啉金属配合物的有机发光材料研究进展_吕青竹

收稿日期:2008—07—10 作者简介:吕青竹(1975-),女,辽宁本溪市人,讲师,主要从事化学教学及发光配合物方面研究.【学术研究】 8-羟基喹啉金属配合物的有机发光材料研究进展 吕青竹 (抚顺师专,辽宁抚顺113006) 摘 要:简述8-羟基喹啉金属配合物的发光原理.综述了8-羟基喹啉金属配合物发光材料的国内外研 究现状,同时对8-羟基喹啉金属配合物发光材料的应用前景进行了展望. 关键词:8-羟基喹啉金属配合物;发光原理;有机电致发光 中图分类号:O644.19 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2008)03-0013-02 金属配合物作为一种新型的有机发光材料,由于其在光学传感器及有机发光器件(Light emitting Devices )等方面的潜在应用受到了人们的重视[1].关于金属配合物发光性能的研究已有多年的历史,但近 几年人们才将其与发光材料的研制相联系.1987年,美国柯达公司Tang 等[2]以8-羟基喹啉铝(AlQ 3) 作为发光层,获得了驱动电压小于10V 、发光亮度1000cd m 2(一般电视屏最高亮度80cd m 2 )、发光效率 1.5lm W 的有机电致发光器件,为金属配合物发光器件的研制做出了开拓性的工作.AlQ 3作为电致发光材料有许多优良的特性,如成膜质量好、具有较高的载流子迁移率、较好的热稳定性及较大的量子效率(光子数 电子数=0.01)等.由于8-羟基喹啉可与多种金属形成配合物,因此近年来不断出现许多其它类型 的发光材料[3],在此简述8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的研究进展情况. 1 8-羟基喹啉金属配合物的发光原理 金属离子与有机配体形成的配合物具有发光性质,其发光能力与金属离子的电子构型及有机配体的立体结构有关.8-羟基喹啉作为有机配体本身不发光,与金属形成螯合物后使原来8-羟基喹啉非刚性平面结构转变为刚性平面结构,即金属离子与氮、氧螯合而处于同一平面内的平面结构,这种结构极易与电子交叠,使分子变形困难,导致分子从激发态回到基态时发生无辐射跃迁的几率大大下降,主要发生辐射跃迁,从而使金属配合物发光,所以配体8-羟基喹啉与金属所形成的配合物的发光类型主要是金属离子微扰的配体发光.部分具有f 电子轨道的稀土金属由于自身电子构型的特点,与配体形成配合物,配体向金属离子传递能量,最终导致金属离子发光,其发光类型为配体微扰的金属离子特征发光,属于这种发光类型的金属离子都具有未充满的d 或f 轨道. 2 8-羟基喹啉金属配合物有机发光材料的国内外研究情况 2.1 1、2、3价金属8-羟基喹啉发光材料 1、2、3价金属离子形成的金属有机物的发光属于配 体发光,这类配合物具有分子内络盐结构,即分子是由含 一个酸性基和一个其它配位基的一价二齿配体与金属离子 形成的螯合物.配合物为电中性,配位数达到饱和,金属与 配体之间形成稳定的六元环,见图1. 这类配合物通常都有很好的电子传输特性,是有机电 致发光中较理想的材料[4、5].1987年,Tang C W [2]用8- 羟基喹啉铝作为发光层制成了有机电致发光器件,之后人 们不断探索Al 以外的金属(Ca 、Be 、Zn 、Mg 、Ga 等)与羟基喹啉形成的配合物发光材料,具有较好的发光性能,并且可以发射不同颜色的光有:8-羟基喹啉锌(ZnQ 2),发光颜色为黄色,谱峰在568nm 左右,发光亮度在26V 偏压下,达到16200cd m 2;8-羟基喹啉镁(M gQ 2),发出强的蓝绿色荧光,最大发射光波长大约第10卷第3期2008年9月 辽宁师专学报Journal of Liaoning Teachers College V ol .10No .3Sep .2008

半导体纳米材料的光学性能及研究进展

?综合评述? 半导体纳米材料的光学性能及研究进展Ξ 关柏鸥 张桂兰 汤国庆 (南开大学现代光学研究所,天津300071) 韩关云 (天津大学电子工程系,300072) 摘要 本文综述了近年来半导体纳米材料光学性能方面的研究进展情况,着重介绍了半导体纳米材料的光吸收、光致发光和三阶非线性光学特性。 关键词 半导体纳米材料;光学性能 The Optica l Properties and Progress of Nanosize Sem iconductor M a ter i a ls Guan B ai ou Zhang Gu ilan T ang Guoqing H an Guanyun (Institute of M odern Op tics,N ankaiU niversity,T ianjin300071) Abstract T he study of nano size sem iconducto r particles has advanced a new step in the understanding of m atter.T h is paper summ arizes the p rogress of recent study on op tical p roperties of nano size sem icon2 ducto r m aterials,especially emphasizes on the op tical2abso rp ti on,pho to lum inescence,nonlinear op tical p roperties of nano size sem iconducto r m aterials. Key words nano size sem iconducto r m aterials;op tical p roperties 1 引言 随着大规模集成的微电子和光电子技术的发展,功能元器件越来越微细,人们有必要考察物质的维度下降会带来什么新的现象,这些新的现象能提供哪些新的应用。八十年代起,低维材料已成为倍受人们重视的研究领域。 低维材料一般分为以下三种:(1)二维材料,包括薄膜、量子阱和超晶格等,在某一维度上的尺寸为纳米量级;(2)一维材料,或称量子线,线的粗细为纳米量级;(3)零维材料,或称量子点,是尺寸为纳米量级的超细微粒,又称纳米微粒。随着维数的减小,半导体材料的电子能态发生变化,其光、电、声、磁等方面性能与常规体材料相比有着显著不同。低维材料开辟了材料科学研究的新领域。本文仅就半导体纳米微粒和由纳米微粒构成的纳米固体的光学性能及其研究进展情况做概括介绍。2 半导体纳米微粒中电子的能量状态 当半导体材料从体块减小到一定临界尺寸以后,其载流子(电子、空穴)的运动将受限,导致动能的增加,原来连续的能带结构变成准分立的类分子能级,并且由于动能的增加使得能隙增大,光吸收带边向短波方向移动(即吸收蓝移),尺寸越小,移动越大。 关于半导体纳米微粒中电子能态的理论工作最早是由AL.L.Efro s和A.L.Efro s开展的[1]。他们采用有效质量近似方法(E M A),根据微粒尺寸R与体材料激子玻尔半径a B之比分为弱受限(Rμa B,a B=a e+ a h,a e,a h分别为电子和空穴的玻尔半径)、中等受限(a h

稀土发光材料的研究现状与应用(综述)

稀土发光材料的研究现状与应用 材化092 班…指导老师:…. (陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021) 摘要稀土元素包括元素周期表中的镧系元素(Ln)和钪(Sc)、钇(Y),共17个元素。由于稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的丰富的吸收和发射光谱,使其在发光材料中具有广泛的应用。稀土元素的特殊原子结构导致它们具有优异的发光特性,用于制造发光材料、电光源材料和激光材料,其合成的发光材料充分应用在照明、显示、医学、军事、安全保卫等领域中。稀土元素在我国的储量丰富,约占全世界的40%。本文综述了稀土发光材料的发光机理、发光特性、化学合成方法、主要应用领域以及稀土矿藏的开采方面存在的问题,并预测了今后深入研究的方向。 关键词稀土,发光材料, 应用 Current Research and Applications of rare earth luminescent materials Abstract Rare earth elements, including the lanthanides (Ln) and scandium (Sc) , yttrium (Y)of the periodic table, a total of 17 elements. a plenty of absorption and emission spectra in the light-emitting materials produced by the 4f electrons of rare earth ions transiting between different energy levels lead to a wide range of applications of rare earth luminescent materials. Special atomic structure of rare earth elements lead to their excellent luminescence properties, which is used in the manufacture of luminescent materials, the electric light materials and laser materials, 1 / 8

碳纳米管材料的研究现状及发展展望

碳纳米管材料的研究现状及发展展望 摘要: 碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能,具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。本文综述了碳纳米管的制备方法、结构性能、应用以及碳纳米管发展趋势。 关键词:碳纳米管;制备;性质;应用与发展 1、碳纳米管的发展历史 1985年发现了巴基球(C60);柯尔、克罗托和斯莫利在模拟宇宙长链碳分子的生长研 究中,发现了与金刚石、石墨的无限结构不同的,具有封闭球状结构的分子C60。(1996年获得诺贝尔化学奖) 1991年日本电气公司的S. Iijima在制备C60、对电弧放电后的石墨棒进行观察时,发现圆柱状沉积。空的管状物直径0.7-30 nm,被称为Carbon nanotubes (CNTs); 1992年瑞士洛桑联邦综合工科大学的D.Ugarte等发现了巴基葱(Carbon nanoonion); 2000年,北大彭练矛研究组用电子束轰击单壁碳纳米管,发现了Ф0.33 nm的碳纳米管,稳定性稍差; 2003年5月,日本信州大学和三井物产下属的公司研制成功Ф 0.4 nm的碳纳米管。 2004年3月下旬, 中国科学院高能物理研究所赵宇亮、陈振玲、柴之芳等研究人员,利用一定能量的中子与C70分子相互作用,首次成功合成、分离、表征了单原子数目富勒烯 分子C141。 2004 ,曼彻斯特大学的科学家发现Graphene(石墨烯)。进一步激发了人们研究碳纳米材料的热潮。 2、碳纳米管的分类 2.1碳纳米管 碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体,一般可分为单壁碳纳 米管、多壁碳纳米管。 2.2纳米碳纤维 纳米碳纤维是由碳组成的长链。其直径约50-200nm,亦即纳米碳纤维的直径介于纳米碳 管(小于100 nm)和气相生长碳纤维之间。 2.3碳球 根据尺寸大小将碳球分为:(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构,直径在2—20nm之间),如C60,C70等;(2) 纳米碳粉。 2.4石墨烯 石墨烯(graphene)是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建其它维度碳质材料的基本单元。 3、碳纳米管的制备 3.1电弧法

稀土发光材料的研究和应用.

稀土发光材料的研究和应用 摘要:介绍了稀土发光材料的发光特性与发光机理。综述了我国在稀土发光材料的化学合成方法。总结了稀土发光材料的应用。最后对我国存在问题和发展前景进行了叙述。关键字:稀土发光材料;发光特性;发光机理;合成;应用;问题和展望。 Abstract:Introduces the luminescence properties of rare earth luminescent material and luminescence mechanism. Rare-earth luminescence materials in China, the paper summarized the chemical synthesis method. The application of rare earth luminescence materials is summarized. Finally, the existing problems and development prospect of the narrative in our country. Keywords:Rare earth luminescent material; Luminescence properties; Light-emitting mechanism; Synthesis; Application; Problems and its prospect. 化学元素周期表中镧系元素———镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素称为稀土元素。稀土化合物包含至少一种稀土元素的化合物。它是一种重要的战略资源,特别是高新技术工业的重要原料,如军事装备方面一些精确打击武器、一些汽车零部件和高科技产品,都依赖用稀土金属制造的组件。据了解,中国是唯一能有效提供全部17种稀土金属的国家,且储量远远超过世界其他国家的总和,是名副其实的“稀土大国”。由于稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量,使它成为了一个巨大的发光材料宝库。在人类开发的各种发光材料中,稀土元素发挥着重要作用,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴。稀土发光材料具有发光谱带窄,色纯度高,色彩鲜艳;光吸收能力强,转换效率高;发射波长分布区域宽;荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级;物理和化学性质稳定,耐高温,可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用等。目前稀土材料已广泛用于照明、显示、信息、显像、医学放射学图像和辐射场的探测等领域,并形成很大的工业生产和消费市场规模;同时也正在向着其他新型技术领域扩展,成为人类生活中不可缺少的重要组成部分。本文将介绍掺稀土离子发光材料的发光机理、节能灯、白光LED用荧光粉、PDP显示用荧光粉,以及对在上转换发光、生物荧光标记和下转换提升太阳能效率等方面的应用前景进行总结和展望。

稀土配合物发光的类型概述

稀土配合物发光的类型概述 稀土配位化合物的研究是稀土化学中最活跃的前沿领域之一。稀土发光配合物是一类具有独特性能的发光材料。 发光现象 当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等的激发后,只要该物质不会因此而发生化学变化,它总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中,一部分能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的,就称为发光现象。这种能量的发射过程具有一定的持续时间。 对于发光现象的研究,从对它的光谱的研究(斯托克斯定则,1852年)开始,直到“发光”这一概念的提出(C H.魏德曼,1888年),人们只注意到了发光同热辐射之间的区别。1936年,CH.瓦维洛夫引入了发光期间这一概念(即余辉),并以此作为发元现象的另一个王要的判据,至此发光才有了确切的定义。 发光现象的两个主要的特征是:任何物体在一定温度下都有热辐射,发光是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。当外界激发源对物体的作用停止后,发光现象还会持续一定的时间,称为余辉。 历史上人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程:把物质在受激发时的发光称为荧光,而把激发停止后的发光称为磷光。一般常以持续时间10-8s为分界,持续时间短于10—8s的发光被称为荧光,而把持续时间长于10—8s的发光称为磷光。现在,除了习惯上还保留和沿用这两个名词外,已不再用荧光和磷光来区分发光过程。因为任何形式的发光都以余辉的形式来显现其衰减过程,而衰减时间可以极短(<10—8s),也可能很长(十几小时或更长)。发光现象有着持续时间的事实,说明物质在接受激发能量和产生发光的过程中,存在着一系列的中间状态。 发光类型 1.对于各种发光现象,可按其被激发的方式进行分类:光致发光、电致发光、阴极射线发 光、x射线及高能粒子发光、化学发光和生物发光等。 (1)光致发光。光致发光是用光激发发光体引起的发光现象。它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁,都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。 (2)电致发光。可将电能直接转换成光能的现象是电致发光(eIectroIuminescence)。过去又因这是在电场作用下产生的发光,还曾使用过“场致发光”的术语。 (3)阴极射线发光。发光物质在电子束激发下所产生的发光,被称做阴极射线发光(cathodeluminescenee)。通常电子束激发时,电子所具有的能量是很大的,都在几千电子伏以上,甚至达几万电子伏。和光致发光的情况相比,这个能量是巨大的。因此,阴极射线发光的激发过程和光致发光不一样,这是一个很复杂的过程。在光致发光的过程中,一个激发光于被发光物质吸收后,通常最多只能产生一个发光辐射的光子。但是,单从能量的观点来

发光有机金属配合物分子结构与光电性能关系的理论(精)

发光有机金属配合物分子结构与光电性能关系的理 论 有机电致发光器件具有驱动电压低、响应速度快、视角广、发光亮度和发光效率高以及易于调制颜色实现全色显示等优点,而且有机材料具有重量轻、柔性强、易于加工等特点,可用于制作超薄大面积平板显示、可折叠的“电子报纸”以及高效率的户外和室内照明器件,这些都是传统的无机电致发光器件和液晶显示器所无法比拟的。上述特点使得有机电致发光成为电致发光领域内一个新的研究热点,受到了化学、光学、材料学等相关学科领域的广泛重视。近年来,发光有机金属配合物因其在电致发光中的潜在应用而成为一个十分活跃的研究领域。人们对有机金属配合物光电性质的实验研究很多,但由于发光、载流子传输等微观过程的复杂性,其微观机制尚未探明,因此有机金属配合物发光、传输等性质的理论研究越来越受到重视。目前,量子化学计算方法已被广泛用于研究物质分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系等问题,并获得了一些理想的结果。论文运用密度泛函理论(DFT),对有机电致发光领域中具有代表性的 8-羟基喹啉金属配合物、席夫碱金属配合物的几何结构和电子结构进行了研究,分析结构对其性能的影响,进而为设计合成具有性能优良的有机电致发光材料提供理论指导。1、实验研究指出,8-羟基喹啉锂(Liq)可用作电致发光器件的发光层、电子传输层,也可以用作电子注入层。论文从分子设计的角度出发,采用密度泛函理论较为系统地研究了给/吸电子取代基对Liq光电性能的影响,获得了一些有价值的研究结果,为进一步改善Liq的性能提供理论指导。研究结果表明,不同取代基与母体形成不同的共轭,取代基-CN、-OCH3很好地参与了整个π体系共轭,对体系性质影响最大,而-CF3、-CH3CH2CH2、-CH3、-Cl与体系的共轭 作用较弱,对体系性质影响相对较小。给电子基取代,加强了N和Li共价性和O 与Li的静电作用,吸电子基取代减弱了N和Li共价性和O与Li的静电作用。吸电子基-CF3、-CN、-Cl在5位取代Liq都使其最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能级降低,但吸电子基的强弱对Liq的LUMO、HOMO及带隙的影响不具有规律性,-CF3、-CN使Liq带隙增大,而-Cl使Liq带隙减小,这里还需考虑取代基的共轭效应的协同作用。给电子基-CH3、-CH3CH2CH2、-OCH3在5位取 代Liq都使LUMO、HOMO升高,带隙减小,给电子性越强,影响越显著。-CN在5 取代,显著增加了Liq的电子亲和势,降低了分子轨道的简并度,使分子轨道能级展宽,电子更易于注入和传输。与Liq及其它衍生物相比,5-CN-Liq是一种更好的电子注入和传输材料。2、8-羟基喹啉铝作为一种重要的电子传输材料和理想的有机电致绿光材料,它的发光性质得到了广泛的研究。目前对Alq3的研究主要集中在如何通过分子剪裁和聚集态结构的调控来改变其发光光谱以及提高器件的效率和寿命。马东阁等设计合成了双核8-羟基喹啉铝(DAlq3),发现其电致发光性能优于同样器件结构下8-羟基喹啉铝(Alq3)的性能,他们认为由于DAlq3具有相对较高的电子迁移率,有利于电子和空穴的传输平衡。论文研究了分子的化学修饰对载流子传输性能的影响,从微观的角度解释了DAlq3比Alq3具有更高电子迁移率的本质原因。基于Marcus电子转移理论,利用DFT方法,对Alq3 和DAlq3分子间及分子内的电子转移进行了理论计算,计算Alq3和DAlq3的重组能、电子亲和势(EA)和电离势(IP)。基于跳跃模型构建DAlq3和Alq3的电荷转移路径,计算DAlq3和Alq3的电荷耦合矩阵元。利用重组能及电荷耦合矩阵

稀土发光材料的研究进展

前言 当稀土元素被用作发光材料的基质成分,或是被用作激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂时,这类材料一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。我国丰富的稀土资源,约占世界已探明储量的80%以上。稀土元素具有许多独特的物理化学性质,被广泛地用于各个领域,成为发展尖端技术不可缺少的特殊材料。稀土离子由于独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能,可以说稀土发光材料的研究开发相对于传统发光材料来说犹如一场革命。稀土无机发光材料方面,稀土发光材料与传统的发光材料相比具有明显的优势。就长余辉发光材料来说,稀土长余辉发光材料的发光亮度是传统发光材料的几十倍,余辉时间高达几千分钟。由于稀土发光材料所具有如此优异的性能使得发光材料的研究主要是围绕稀土发光材料而进行的。 由于稀土元素具有外层电子结构相同、内层4f 电子能级相近的电子层构型,含稀土的化合物表现出许多独特的理化性质,因而在光、电、磁领域得到广泛的应用,被誉为新材料的宝库。在稀土功能材料的发展中,尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构,而具有一般元素所无法比拟的光谱性质,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴,只要谈到发光,几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20 余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步,以及相关技术的促进,稀土发光材料的研究和应用将得到显著的发展。进入二十一世纪后,随着一些高新技术的发展和兴起,稀土发光材料科学和技术又步入一个新的活跃期,它为今后占主导地位的平板显示、第四代新照明光源、现代医疗电子设备、更先进的光纤通信等高新技术的可持续发展和源头创新提供可靠的依据和保证。所以,充分综合利用我国稀土资源库,发展稀土发光材料是将我国稀土资源优势转化为经济和技术优势的具体的重要途径。 纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在1~100 纳米的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响,纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学和和特性,从

有机金属配合物电致发光材料的研究进展

第24卷,第8期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 18,pp9222926 2004年8月 Spectroscopy and S pectral Analysis August ,2004  有机金属配合物电致发光材料的研究进展 周 瑞,安忠维,柴生勇 西安近代化学研究所,陕西西安 710065 摘 要 有机电致发光材料是平板显示领域最有发展前景的材料之一。其中有机配合物应用最早,一般为五 元环或六元环结构,性质比较稳定,熔点高,固体荧光效率高,应用十分广泛。将从配体和金属原子发光方面对其近年来在有机EL 器件中的应用研究做一综述。 主题词 有机金属配合物;电致发光中图分类号:O641 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)0820922205   收稿日期:2002210216,修订日期:2003201216 作者简介:周 瑞,女,1978年生,西安近代化学研究所在读硕士研究生3通讯联系人 引 言 有机电致发光(Electroluminescence ,简称EL )是近年来平板显示领域的研究热点之一。有机EL 具有低压直流驱动,高效率,高亮度以及易实现全彩等优点。1987年Tang 等人[1]以82羟基喹啉铝(Alq 3)作为发光层,得到了低压直流驱动高亮度有机电致发光器件;1990年Burroughes 等人[2]以聚对苯乙烯(PPV )为发光层材料制成了聚合物高分子EL 器件,从而使有机EL 的应用得到进一步的发展。目前,有机EL 器件的发光效率以及发光寿命等方面已经达到实际应用的要求[3,4]。但是,器件的制备以及材料的单一性仍制约着有机EL 的广泛应用。所以,开发具有更好性能的材料是有机EL 发展中的长久任务之一。 用于有机EL 的材料首先应满足以下条件:(1)材料易形成致密的非晶态膜且不易随时间的变化而变化;(2)材料具有固态下的荧光性,热稳定性好,良好的电子输入和传输功能等。有机EL 材料可分为三大类:(1)有机共轭聚合物材料。包括聚苯乙炔、聚噻吩、聚咔唑以及其衍生物等。(2)以香豆素和诺丹明为代表的有机荧光染料。(3)有机金属有机配合物材料。此类材料是稳定的五元环或六元环内络盐结构,为电中性,配位数饱和,是应用最早的电致发光材料之一,也是目前研究最多的一类材料[5,6]。本文根据发光机制的不同从配体发光的配合物,中心原子发光的配合物两方面就近年用于有机EL 的有机金属配合物材料做一综述。 1 受中心原子微扰的配体发光的有机配合物 发光材料 Alq 3(F 21)最早应用于分析化学。1987年,Tang [1]首次将其用于有机EL 器件的研制中并获得成功,在10V 直流电 压驱动下的发光亮度高达1000cd ?m -2。Alq 3是二齿配位的 螯合物,具有稳定的五元环结构,熔点高、性能比较稳定。通常用作电子传输材料或发光材料,是目前最有效的绿光材料。其电致发光谱峰在520nm 左右。对Alq 3进行分子轨道成分分析表明[7],Al 的d 轨道对电子光谱的贡献极小。即Alq 3的光电性能与金属原子关系不大,而配体对其的稳定性及光谱性能起决定性作用。依据此结果计算机可模拟出不同取代基喹啉衍生物的配合物。实验也证明,通过配体修饰,得到了性能不同的材料。例如,引入取代基如甲基[如Almq 3(F 22)],卤素[如Alq 32Cl (F 23) ],硝基(如Alq 32NO 2),氰基 (如Alq 32CN )[8,9]等,改变了材料的成膜性,热稳定性或是 延长了器件的寿命,但是它们的发光波长并没有太大的变化。 由于各配体的供电子能力的不同,导致发光的π32 π跃迁的能量发生改变,所以可得到不同发光颜色的新材料,同时还改变发光器件的驱动电压和发光亮度。以22甲基282羟基喹啉、2,42二甲基282羟基喹啉为配体,由于这类化合物2位的位阻效应,使这些化合物不能形成稳定的类似于Alq 3的1∶3配合物结构。而用苯酚类化合物替换其中一个22甲基282羟基喹啉配体,可以得到另一类的铝配合物材料(F 24,F 25)。经测定,此类配合物的发光波长有紫移现象(见表1),为进一步研究蓝光材料提供了借鉴(如表1)。

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