Projekta vadītājs  Anna Pidluzhna

Vienošanās Nr. 1.1.1.2/16/I/001

Pētniecības pieteikuma Nr. 1.1.1.2/VIAA/4/20/592

Šis projekts ir vērsts uz gaismas izstarojošās diodes (OLED) izstrādi un izgatavošanu, kuru pamatā ir organiski fluorescējoši materiāli, kas nesatur smagos metālus. OLED ar jauniem materiāliem var kļūt efektīvāki izstrādes procesā, tiem ir vienkāršāka ierīces struktūra, zemākas ražošanas izmaksas un mazāka ietekme uz vidi.

Projekta galvenais mērķis ir izstrādāt un izgatavot jaunas pieejas OLED no smago metālu brīviem organiskiem gaismu emitējošiem materiāliem. Projektā ir izvirzīti sekojoši mērķi ar atbilstošām aktivitātēm:

• Sintezēt un raksturot jaunus daudzsološus savienojumus OLED

• Pārbaudiet materiālus ierīču konstrukcijās, lai tie atbilstu nozares prasībām

Viens no projekta mērķiem ir izveidot organisko gaismas emitējošo diodi ar vismaz 15% ārējo kvantu efektivitāti.

Projekts tiek īstenots Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā no 09.02.2021. līdz 30.06.2023. Projekta kopējās izmaksas ir 106 673.02 EUR.


Jaunumi par projektu

19.04.2022

Tika sintezētas trešās klases vielas, kuru pamatā ir fenantroimidazola kodols. Mērķa savienojumi tika sagatavoti ar Ulmana šķērssavienojuma reakciju CuI, 18-krona-6 (0,2 mmol) un K2CO3 (20,0 mmol) klātbūtnē 1,3-dimetiltetrahidropirimidin-2(1H)-onā (DMPU) 170 °C temperatūrā. ℃ 48 stundas slāpekļa atmosfērā. Iegūtos produktus attīra ar kolonnas hromatogrāfiju uz silikagela, izmantojot dihlormetānu kā eluentu.

Tiek pētītas sintezēto fenantroimidazolu saimes savienojumu optiskās un fizikālās īpašības, RV-35_RV-38 savienojumu absorbcijas joslas atrodas violetajā un ultravioletajā zonā un galvenie emisijas maksimumi atrodas 400-450 nm apgabalā. Standarta fotofizikālās raksturošanas procedūru laikā tika novērota plecu parādīšanās sarkanā apgabalā emisijas spektros, tāpēc tika izgatavoti un izmērīti jaunie svaigie paraugi. Plecs pazuda, bet tika novērota arī nestabilitāte šajos jaunajos emisijas spektros. Šī iemesla dēļ jaunie plānās kārtiņas paraugi tika izgatavoti un iekapsulēti ar epoksīda sveķiem (Ossilla) un pārklājuma stiklu. Jaunie emisijas un absorbcijas spektri kļuva stabili, kā arī pazuda plecs sarkanajā apgabalā, un šie rezultāti tika ņemti tālākai analīzei.

Sākts izpētīt OLED izgatavošanas procesa pamatprincipus no OLED arhitektūras viedokļa pamatnes tips, emitētāja materiāli un izgatavošanas procedūras no augšas uz leju un apgrieztās arhitektūras OLED. Pēc rūpīgas datu analīzes tika izdarīta izvēle par labu cietai stikla pamatnei, jo tas tiek izmantots kā pamatnes materiāls OLED apgaismojuma paneļu ražošanā un ir vispiemērotākais termiskās iztvaicēšanas vakuumā pārklāšanas tehnikai. Kā liecina datu analīzes rezultāti, daudz dažādi materiāli var tikt izmantoti caurumu injekcijai, transportēšanai vai bloķēšanā, elektronu transportēšanai vai bloķēšanai, izstarojošiem materiāliem un saimniekmatricām. Tāpēc OLED izgatavošanai tiks izmantoti tikai ar emiteriem saderīgi materiāli.

Neskatoties uz pandēmijas ierobežojumiem, projekta eksperimentālā darba plūsma netiek ietekmēta.


4.10.2021

Fotofizikālās raksturošanas standarta procedūru laikā sintezēto savienojumu emisijas spektros tika pamanīta plecu parādīšanās sarkanā spektra apgabalā, tāpēc tika veikti papildu eksperimenti, lai izprastu novērotā efekta iemeslu un izstrādātu mehānismu tās novēršanai. Tika noskaidrots, ka papildus josla radās, vielai mijiedarbojoties ar gaisu. Tādēļ paraugi tika pārklāti ar aizsargslāni, lai novērstu to mijiedarbību ar apkārtējo atmosfēru. Jaunie emisijas un absorbcijas spektri kļuva stabili.

Visi projekta plāna soļi tiek veikti saskaņā ar grafiku, un šobrīd tiek realizēta viena mēneša vizīte KTU.


7.06.2021

Otrā vielu klases, kas balstīta uz fluorēniem, tika sintezēta, izmantojot daudzos pētījumos atlasītās fluorēna modifikācijas caur dijodēšanas reakciju, pēc tam aizvietošanas reakcijā ar heksilbromīdu, šķērssavienojumu, izmantojot Pd/Cu katalizatoru, un visbeidzot deprotonēšanu.

Tika pētītas dietinilfluorēna saimes sintezēto savienojumu optiskās un fizikālās īpašības. Šo savienojumu absorbcijas joslas atrodas violetajā un ultravioletajā spektra apgabalā un galvenie emisijas maksimumi ir 400 nm, kas padara tos perspektīvus kā zilās gaismas emiterus.


18.04.2021.

Pārskata periodā pēcdoktorants sāka strādāt institūtā kā pētnieks. Šajā period tika izietas apmācības tīrtelpu piekļuvei. Apgūtas visas mērījumu metodes, kas ietver fotoelektronu emisijas spektrālos (PYS) mērījumus, fotovadāmības mērījumus, fotoluminiscences mērījumus (fluorescences spektrometrs FL1000) un parauga biezuma mērījumiem (Dektak 150). Visas darbības bija paredzētas 1.1. solī.

Saskaņā ar projekta plānu tiek veikta to savienojumu skrīnings, kuri ir visdaudzsološākie sintēzei un pielietošanai OLED, un šajā posmā veiksmīgi sintezēts hinazolīna un trifenilamīna atvasinājums un rūpīgi izpētītas šī savienojuma optiskās un fotoelektriskās īpašības (1.1., 1.2. Darbība).  Šis savienojums ir fluorescējoši aktīvs un demonstrē emisijas maksimumu pie 578 nm, 14% no fotoluminiscences kvantu iznākuma filmai ar 1 056,5 Å biezumu. No PYS noteiktā jonizācijas enerģija ir 5,35±0,03 eV un fotovadītspējas mērījumos iegūtā adiabātiskā sprauga ir 2,25–0,03 eV.

Visas projekta plāna darbības tiek veiktas saskaņā ar grafiku, izņemot vienu vizīti KTU, kas bija plānota trešajā mēnesi, jo Latvijā un Lietuvā ir ierobežota ceļošana. Neskatoties uz pandēmijas ierobežojumiem, projekta nozīmīgais eksperimentālais darbs netiek ietekmēts.