Fosforchemicus prof. Jan J. Weigand van de Technische Universiteit van Dresden heeft in samenwerking met een interdisciplinair team een ​​methode ontwikkeld om fosfor- en stikstofatomen in polycyclische moleculen te introduceren. Deze methode heeft het potentieel om de weg vrij te maken voor de ontwikkeling van nieuwe materialen met specifieke opto-elektronische eigenschappen, ideaal voor toepassingen in organische halfgeleidertechnologieën zoals OLED's en sensoren. De resultaten zijn deze week gepubliceerd in Chem .

Polyaromatische koolwaterstoffen, afgekort als PAK's, spelen een centrale rol in tal van (opto-)elektronische toepassingen, waaronder chemische sensoren, organische lichtemitterende diodes (OLED's), organische veldeffecttransistors (OFET's) en organische zonnecellen.

Onderzoekers onderzoeken voortdurend de vervanging van verschillende elementen buiten de traditionele koolstof om de prestaties en veelzijdigheid van apparaten te optimaliseren. Hoewel er al uitgebreid onderzoek is gedaan naar vervanging door boor (B), stikstof (N), zuurstof (O) en zwavel (S), blijft de integratie van fosfor (P) in combinatie met stikstof (N) een grote uitdaging.

Prof. Weigand en zijn onderzoeksgroep aan de TUD Dresden University of Technology hebben onlangs een belangrijke doorbraak bereikt. "In ons huidige onderzoek hebben we een innovatieve methode ontwikkeld om selectief fosfor- en stikstofatomen in polyaromatische systemen te introduceren.

“Deze methode maakte de synthese mogelijk van een breed scala aan P/N-gesubstitueerde verbindingen, waarvan de fysisch-chemische eigenschappen grondig werden onderzocht in samenwerking met natuurkundigen van de TUD. Door de combinatie van materiaalsimulaties en spectroscopische metingen konden we fundamentele inzichten verwerven in de structuur-eigenschapsrelaties van de verkregen verbindingen."

De nieuwe methode biedt toegang tot de bekende klasse azafosfolen, die voorheen alleen op een zeer omslachtige manier en meestal met zeer lage opbrengsten toegankelijk waren. Daarom kwamen ze tot nu toe niet in aanmerking voor (opto-)elektronische toepassingen.

"Door doelbewust fosfor en stikstof te combineren, hopen we de elektronische en optische eigenschappen van deze verbindingen te kunnen controleren op een manier die voorheen niet mogelijk was. Dit opent opwindende perspectieven voor toekomstige toepassingen in de opto-elektronica en daarbuiten", voegt Sebastian Reineke toe, hoofd van de Light-Emitting and eXcitonic Organic Semiconductors Group (LEXOS) aan de TUD.

Meer informatie: Jannis Fidelius et al, Gemakkelijke toegang tot π-geconjugeerde 1,3-azafosfolen uit alkynen via [3 + 2]-cycloadditie en reductieve aromatisering, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.10.016

Journaalinformatie: Chem

Aangeboden door de Technische Universiteit van Dresden