邻苯二甲酰胺TADF分子的合成及其光电性能研究开题报告

 2023-10-11 03:10

1. 研究目的与意义

背景:

有机电致发光器件(organic light-emittingdiodes,oleds)是一类基于有机发光材料的半导体发光器件。相较于传统的无机发光器件,oled器件最大的变化在于其发光材料为有机材料,而器件的发光机理并无太大变化,均为电致发光(electroluminesence,el)。器件在外加电场的作用下,电子和空穴会越过势垒注入有机层并传输至发光层复合,形成激子,发光层的有机分子吸收激子的能量并跃迁至激发态,能量较高的激发态不稳定,会通过各种方式回到基态。其中,通过辐射跃迁的方式回到基态的分子就会向外辐射光子,将电能转换为光能,实现光的发射。

最早在上世纪三十年代,基于有机材料的电致发光现象就被destriau等人所发现,但受限于当时的科学水平,并没有引起人们的关注。后续几十年间,科学水平不断进步,1962年,美国的pope等人使用单晶蒽有机材料成功制备了有机电致发光器件,但需要对制得的器件施加数百伏的外加电场才能观察到微弱的荧光,器件的能量利用率极低,不具备实际应用价值。直到1987年,美国柯达公司的邓青云博士(c.w.tang)等人在实验室中制备了基于层级结构的oled器件,其启亮电压低于10v、最大亮度高于1000 cd/m2、最大功率效率高于1.5lm/w。基于层级结构的oled器件表现出良好的发展前景,至此,关于有机发光器件的研究大量兴起并发展至今。

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2. 研究内容和预期目标

(1) 利用现代科技文献的查阅方法和手段,如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库,查阅有关基于邻苯二甲酰亚胺受体的蓝色发光材料文献资料,并对文献进行综合、分析、研究。在此基础上,设计合成一种基于邻苯二甲酰亚胺受体的蓝色发光材料,拟定出具体实验方案,写出开题报告。
(2) 查阅文献设计合成邻苯二甲酰亚胺受体的发光材料小分子材料,通过实验训练培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力。在此基础上,对合成材料的结构、热力学、形态学和光物理性能进行表征分析。
(3) 制备有机发光二极管器件,通过研究器件电流效率、发光效率、驱动电压和器件寿命等关键性能,探索邻苯二甲酰亚胺受体的发光材料对有机发光器件性能的影响,为制备高性能的有机发光器件提供依据。

参考合成路线如下:

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3. 研究的方法与步骤

本课题拟采用合成路线如下:

研究方法:

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4. 参考文献

[1] Z. Xie, D. Liu, Y. Zhang, Q. Liu, H. Dong, W. Hu, Chemical Research in Chinese Universities. 2020, 41, 1179.
[2] D. Liu, J. De, H. Gao, S. Ma, Q. Ou, S. Li, Z. Qin, H. Dong, Q. Liao, B. Xu, Q. Peng, Z. Shuai, W. Tian, H. Fu, X. Zhang, Y. Zhen, W. Hu, Journal of the American Chemical Society. 2020, 142, 6332.
[3] Reineke S, Thomschke M, Lssem B, et al. White organic light-emitting diodes: Status and perspective[J]. Reviews of Modern Physics, 2013, 85(3): 1245.
[4] DAndrade B W, Forrest S R. White organic light‐emitting devices for solid‐state lighting[J]. Advanced Materials, 2004, 16(18): 1585-1595.
[5] Yuan Y, Chen J X, Lu F, et al. Bipolar phenanthroimidazole derivatives containing bulky polyaromatic hydrocarbons for nondoped blue electroluminescence devices with high efficiency and low efficiency roll-off[J]. Chemistry of Materials, 2013, 25(24): 4957-4965.

5. 计划与进度安排

(1) 2024-2-20~2024-3-10,毕业实习,完成课题开题报告。
(2) 2024-3-2~2024-3-15,在查阅文献资料的基础上,确定研究路线和实验方案,准备实验药品和实验仪器。
(3) 2024-3-16~2024-5-21,完成合成实验、性能测试及结构表征,撰写毕业论文。
(4) 2024-5-22~2024-5-28,准备答辩材料,完成毕业答辩。


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