Ułatwienia dostępu

2023-09-25
Osiągnięcia naukowe

Inversja singlet-triplet wzbudzonych stanów elektronowych w heksagonalnych związkach aromatycznych i heteroaromatycznych

 Phys. Chem. Chem. Phys., 2023, 25, 21875-21882

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cp/d3cp01666h

Artykuł wyróżniony przez Redakcję jako "2023 HOT PCCP article"

Schemat poziomów energii wcześniejszej generacji OLED (lewo) i proponowanej nowej generacji (prawo). Pionowe strzałki oznaczają fluorescencję.
Obliczenia ab initio przeprowadzone przez fizyków z IF PAN i Politechniki w Monachium wskazują na istnienie szerokiej klasy cząsteczek organicznych o odwróconej kolejności najniższych stanów singletowych i trypletowych. Odkrycie to może mieć istotne konsekwencje dla konstrukcji nowej generacji diod OLED. Stabilne cząsteczki organiczne łamiące Regułę Hunda dla najniższych stanów elektronowo wzbudzonych singletowych (S1) i trypletowych (T1) nie były znane do czasu, kiedy istnienie takich cząsteczek zostało odkryte za pomocą obliczeń ab initio opartych na funkcji falowej i następnie potwierdzone doświadczalnie (J. Ehrmaier i inn.,J. Phys. Chem. A 123 (2019) 8099). Istnienie chromoforów organicznych o odwróconej sekwencji S1 i T1 (energia stanu S1 jest niższa niż energia stanu T1) może mieć istotne implikacje dla dalszej optymalizacji organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLEDów). Zgodnie ze statystyką spinu, rekombinacja nośników ładunku generowanych w materiałach optoelektronicznych prowadzi do (emisyjnych) stanów singletowych i (ciemnych) stanów tripletowych w proporcji 1:3. Dlatego też luminescencyjny wydajność kwantowa standardowych OLEDów nie może przekroczyć 25%. Przełomowe odkrycie stabilnych organicznych molekuł z odwróconą kolejnością stanów singlet-triplet stanowi podstawę do opracowania nowej generacji organicznych materiałów optoelektronicznych, w których nieemisyjne stany tripletowe są skutecznie opóżniane poprzez relaksację do niższych emisyjnych stanów singletowych, co w zasadzie pozwala osiągnąć 100% konwersję elektronów w fotony w OLEDach.

W tej publikacji Sobolewski i Domcke pokazali za pomocą obliczeń ab initio teorii struktur elektronowych, że odwrócenie stanów singlet-triplet jest powszechne dla stanów wzbudzonych o określonej symetrii orbitalnej w heksagonalnych wielopierścieniowych węglowodorach. Chociaż te odwrócone stany elektronowe naogól nie są najniższymi stanami wzbudzonymi w tych molekułach, stwierdzono, że zastąpienie wnętrza wielopierścieniowych węglowodorów grafenowym azotkiem boru (g-BN) stabilizuje odwróconą parę singlet-triplet, dzięki czemu stan singletowy staje się najniższym wzbudzonym stanem elektronowym. Te ustalenia potwierdzają istnienie nowej rodziny organicznych chromoforów, które mogą pełnić rolę chromoforów dla OLEDów nowej generacji.

 

 


Kontakt do naukowców w IF PAN

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

 



Zobacz więcej

Oznaki powierzchniowego chiralnego metalu spinowo-orbitalnego

Nature 626, 752-758 (2024)

W pracy opublikowanej w czasopiśmie Nature potwierdzono sygnatury prądów spinowo-orbitalnych łamiących odwracalność czasu i symetrie krystaliczne w egzotycznej fazie chiralnej stanów elektronowych powierzchni Sr2RuO4. Korzystając z techniki fotoemisji z rozdzielczością kątową, spinową i...

Chłodzenie laserowe atomów zawierających antymaterię

Phys. Rev. Lett. 132, 083402

Chmura egzotycznych atomów zbudowanych z materii i antymaterii została w sposób kontrolowany schłodzona o ponad 200 stopni. Międzynarodowy zespół naukowców z eksperymentu AEgIS pracujący w CERN pod Genewą dokonał pierwszej doświadczalnej demonstracji chłodzenia laserowego atomów pozytronium. Jest...

Zależność temperaturowa dyspersji chromatycznej dla cieczy higroskopijnych

Za pomocą zmodyfikowanego refraktometru Abbego zmierzono dyspersję chromatyczną i zależnością temperaturową współczynnika załamania światła szeregu higroskopijnych cieczy w zakresie od 390 do 1070 nm dla temperatur od 1 do 45°C. W celu uzyskania wzoru analitycznego dopasowano wzór Sellmeiera do w...
Zapamiętaj ustawienia
Ustawienia plików cookies
Do działania oraz analizy naszej strony używamy plików cookies i podobnych technologii. Pomagają nam także zrozumieć w jaki sposób korzystasz z treści i funkcji witryny. Dzięki temu możemy nadal ulepszać i personalizować korzystanie z naszego serwisu. Zapewniamy, że Twoje dane są u nas bezpieczne. Nie przekazujemy ich firmom trzecim. Potwierdzając tę wiadomość akceptujesz naszą Politykę plików cookies.
Zaznacz wszystkie zgody
Odrzuć wszystko
Przeczytaj więcej
Essential
Te pliki cookie są potrzebne do prawidłowego działania witryny. Nie możesz ich wyłączyć.
Niezbędne pliki cookies
Te pliki cookie są konieczne do prawidłowego działania serwisu dlatego też nie można ich wyłączyć z tego poziomu, korzystanie z tych plików nie wiąże się z przetwarzaniem danych osobowych. W ustawieniach przeglądarki możliwe jest ich wyłączenie co może jednak zakłócić prawidłowe działanie serwisu.
Akceptuję
Analityczne pliki cookies
Te pliki cookie mają na celu w szczególności uzyskanie przez administratora serwisu wiedzy na temat statystyk dotyczących ruchu na stronie i źródła odwiedzin. Zazwyczaj zbieranie tych danych odbywa się anonimowo.
Google Analytics
Akceptuję
Odrzucam