Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Verbetering van de elektrogegenereerde chemiluminescentie van een iridiumcomplex

Credit:Elektrochemie (2024). DOI:10.5796/electrochemistry.23-00147

Elektrogegenereerde chemiluminescentie (ECL)-cellen, gekenmerkt door hun zelfemitterende aard, hebben aanzienlijke belangstelling gekregen voor toekomstige display-toepassingen vanwege hun ongecompliceerde structuur en ongecompliceerd fabricageproces. Deze cellen worden gemaakt door een op oplossing gebaseerde emitterende laag tussen twee transparante elektroden te plaatsen. Niettemin blijven de luminescentieprestaties van ECL-cellen, vergeleken met andere zelfuitstralende apparaten zoals light-emitting diodes (LED) en organische LED's, ondermaats en ondergaan ze momenteel verbetering.



Iridiumcomplexen worden daarentegen veel gebruikt in efficiënte organische LED's vanwege hun vermogen om fosforescerende emissies bij kamertemperatuur te produceren vanuit hun aangeslagen toestand. De emissiekleuren kunnen eenvoudig worden aangepast door de liganden te veranderen, en onderzoekers hebben hun eigenschappen onderzocht met behulp van zowel theoretische als experimentele methoden.

In een recente studie onder leiding van universitair hoofddocent Takashi Kasahara en Nanami Ichinohe, een masterstudent aan de Hosei Universiteit, en met medewerkers van de Universiteit van Fukui en de Nationale Cheng Kung Universiteit, hebben onderzoekers met succes een zeer lichtgevende ECL-cel ontworpen door gebruik te maken van een iridiumcomplex en een bemiddelaar. Deze studie is gepubliceerd in het tijdschrift Electrochemistry .

Volgens Dr. Kasahara is "ECL een lichtgevend fenomeen dat wordt geïnduceerd door een elektronenoverdrachtsreactie tussen het radicale anion en het kation van het luminescerende materiaal. Hoewel conventionele ECL-oplossingen doorgaans zijn bereid door specifieke hoeveelheden van een enkel luminescerend materiaal op te lossen in een organisch oplosmiddel, in dit onderzoek hebben we een oplossing bereid die twee luminescerende materialen bevatte."

Wetenschappers hebben de prestaties van ECL-cellen verbeterd met behulp van een iridiumcomplex en een redoxmediator, wat een belangrijke stap is in de richting van de ontwikkeling van beeldschermen van de volgende generatie. Credit:Takashi Kasahara van de Hosei Universiteit

De twee luminescerende materialen die in het onderzoek werden gebruikt, waren een geel fosforescerend iridiumcomplex (Ir(BT)2 (acac)) en een hemelsblauw thermisch geactiveerd vertraagd fluorescerend (TADF) materiaal, gelabeld als 2CzPN, dat dient als redoxmediator. Voor de experimentele opzet werden drie varianten van ECL-oplossingen gemaakt en beoordeeld met behulp van microfluïdische cellen die door het onderzoeksteam waren ontwikkeld. Van deze oplossingen bevatten er twee uitsluitend het iridiumcomplex en de mediator, terwijl de derde beide componenten bevatte.

De microfluïdische ECL-cel, die beide componenten bevatte, vertoonde een levendig gele ECL-emissie die voortkwam uit een elektronenoverdrachtsreactie tussen het radicale kation van Ir(BT)2 (acac) en het radicale anion van 2CzPN. Er werd waargenomen dat het een piekluminantie bereikte van meer dan 100 cd m −2 en een maximale stroomefficiëntie van 2,84 cd A −1 .

Deze waarden vertegenwoordigen de hoogste waarden die zijn gerapporteerd voor ECL-cellen op basis van een iridiumcomplex. Met name de luminantie van deze cel overtrof die van de ECL-cel zonder 2CzPN met meer dan twee ordes van grootte. In 2023 verbeterden de auteurs ook de luminescerende prestaties van de geel fluorescerende ECL-cel door gebruik te maken van de mediator. Dit bracht de auteurs tot de conclusie dat het ontwikkelde ECL-systeem niet alleen van toepassing is op fluorescerende materialen, maar ook op fosforescerende materialen.

"We verwachten dat dit ECL-systeem dat gebruik maakt van de redox-mediator actief zal worden onderzocht door veel onderzoeksgroepen over de hele wereld en zal bijdragen aan toekomstige (waarschijnlijk over enkele decennia) zeer luminescerende en efficiënte oplossingsgerichte zelf-emitterende display-toepassingen", zegt Dr. Kasahara.

Samenvattend hebben onderzoekers met succes een gele fosforescerende ECL-cel ontwikkeld die een iridiumcomplex en een redoxmediator bevat. Deze cel vertoont de hoogste luminantie ooit gerapporteerd voor op iridiumcomplex gebaseerde cellen en zal naar verwachting de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van de volgende generatie op ECL gebaseerde beeldschermen.

Meer informatie: Nanami ICHINOHE et al, gele fosforescerende elektrogegenereerde chemoluminescentiecel op basis van een cyclogemetalliseerd iridiumcomplex met een redoxmediator, Elektrochemie (2024). DOI:10.5796/elektrochemie.23-00147

Aangeboden door Hosei Universiteit




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe de hagedisstaart normaal intact kan blijven maar afbreekt wanneer dat nodig is
  2. Hoe natuurlijke selectie werkt
  3. Studie vindt potentiële celreceptoren om antibioticaresistentie te verminderen
  4. Een beter nest ontwerpen om bedreigde schildpadden te helpen
  5. De wortels van biodiversiteit:hoe eiwitten verschillen tussen soorten
  6. Genetische ontdekking nog een hulpmiddel in de strijd tegen tarweplagen
  7. Amerikaanse Republikeinen stemmen voor het afschaffen van de bescherming tegen wolven
  8. Onderzoek Topic Ideeën voor Biologie
  9. Het geheime leven van eilanddieren

Wetenschap