mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2013-3-20-23mateltech-9Research ArticleМатериаловедение и технология. ПолупроводникиMATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY. SEMICONDUCTORSНОВЫЕ ГИБРИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДНЫХ УСТРОЙСТВNEW HYBRID MATERIALA FOR ORGANIC LIGHTEMITTING DIOD DEVICESАветисовР. И.R. I. AvetisovR. I.

аспирант, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

ПетроваО. Б.PetrovaO. B.

кандидат хим. наук., доцент, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

АккузинаА. А.AkkuzinaA. A.

аспирант, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

ХомяковА. В.KhomyakovA. V.

ведущий инженер, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

СайфутяровР. Р.SaifutyarovR. R.

аспирант, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

ЧередниченкоА. Г.CherednichenkoA. G.

кандидат хим. наук, ведущий научный сотрудник, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

СагаловаТ. Б.SagalovaT. B.

кандидат техн. наук, старший научный сотрудник, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.

МакаровН. А.MakarovN. A.

доктор техн. наук, профессор, кафедра химической технологии керамики и огнеупоров, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

АветисовИ. Х.AvetissovI. Ch.

доктор хим. наук, профессор, кафедра химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9.

Российский химико−технологический университет имени Д. И. МенделееваРоссияD. I. Mendeleeev Russian University of Chemical TechnologyRussian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology «MISIS»Russian Federation201313032015032023Copyright © Аветисов Р.И., Петрова О.Б., Аккузина А.А., Хомяков А.В., Сайфутяров Р.Р., Чередниченко А.Г., Сагалова Т.Б., Макаров Н.А., Аветисов И.Х., 20152015Аветисов Р.И., Петрова О.Б., Аккузина А.А., Хомяков А.В., Сайфутяров Р.Р., Чередниченко А.Г., Сагалова Т.Б., Макаров Н.А., Аветисов И.Х.R. I. Avetisov R.I., Petrova O.B., Akkuzina A.A., Khomyakov A.V., Saifutyarov R.R., Cherednichenko A.G., Sagalova T.B., Makarov N.A., Avetissov I.C.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/9

Изучены закономерности полиморфизма в высокочистых кристаллических три−(8−оксихинолятах) алюминия, галлия и индия (Meq3) в интервале температур от 300 до 712 К. По результатам анализа спектров фотолюминесценции, спектров комбинационного рассеяния света и рентгенофазового анализа построена обобщенная картина, согласно которой последовательность полиморфных переходов для всех изученных соединений одинакова: β → α → δ → γ → ε. На основе высокочистых однофазных препаратов изученных металлокомплексов и оксида бора синтезированы новые гибридные материалы: объемные образцы (методом сплавления), тонкие пленки (вакуумным термическим испарением). Изучены фото− и электролюминесцентные свойства гибридных материалов при комнатной температуре. Установлено, что для объемных гибридных материалов увеличение времени синтеза c 5 до 60 мин приводит к смещению максимума спектра фотолюминесценции от значения, характерного для чистого δ(γ)−Meq3 в коротковолновую область спектра на 40 нм для Alq3, 15 нм для Gaq3 и 10 нм для Inq3.

We studied regularities of polymorphous transitions in high−purity powder preparations of metal complex of 8−hydroxyquinoline with aluminum, gallium and indium (Meq3, where Me= Al, Ga, In) in the 300−712 K temperature range. According to the results of luminescent and Raman spectra measurements combined with XRD analysis, the general pattern of the polymorphous transitions in all the investigated compounds is β → α→ δ→ γ → ε. Hybrid materials (HM) were synthesized based on borate glass matrix with 0.02–0.1 wt % Meq3. Bulk samples were obtained by melting, and HM thin films were produced by high vacuum deposition. The luminescent properties of the hybrid materials were studied at room temperature. For the bulk HM an increase in the synthesis duration resulted in the shift of the maximum luminescence peak towards short wavelengths relative to that of pure δ(γ)−Meq3 by 40 nm for Alq3, 15 nm for Gaq3, and 10 nm for Inq3.

металлокомплексыорганические люминофорыполиморфизмгибридные материалыэлектролюминесценцияmetal complexorganic luminophorpolymorphismhybrid materialelectroluminescenceРабота выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ ГК № 14.513.11.0092ReferencesPhysics of Organic Semiconductors / Ed. by W. Britting. − Weinheim: WILEY−VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005.Physics of Organic Semiconductors / Ed. by W. Britting. − Weinheim: WILEY−VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005.Troshin, P. A. Funkcional’nye proizvodnye fullerenov: metody sinteza i perspektivy ispol’zovaniya v organicheskoi elektronike i biomedicine / P. A. Troshin, O. A. Troshina, R. N. Lyubovskaya, V. F. Razumov — Ivanovo : Ivan. gos. un−t, 2010. − 340 s.Troshin, P. A. Funkcional’nye proizvodnye fullerenov: metody sinteza i perspektivy ispol’zovaniya v organicheskoi elektronike i biomedicine / P. A. Troshin, O. A. Troshina, R. N. Lyubovskaya, V. F. Razumov — Ivanovo : Ivan. gos. un−t, 2010. − 340 s.Sanz, N. Organic nanocrystals embedded in sol−gel glasses for optical applications/ N. Sanz, P. L. Baldeck, A. Ibanez // Synth. Met. − 2000. − V. 115, Iss. 1−3. − P. 229—234.Sanz, N. Organic nanocrystals embedded in sol−gel glasses for optical applications/ N. Sanz, P. L. Baldeck, A. Ibanez // Synth. Met. − 2000. − V. 115, Iss. 1−3. − P. 229—234.Hironori, Kaji. Relationships between light−emitting properties and different isomers in polymorphsof tris(8−hydroxyquinoline) aluminum(III) (Alq3) analyzed by solid−state 27Al NMR and density functional theory (DFT) calculations / Hironori Kaji, Yasunari Kusaka, Goro Onoyama, Fumitaka Horii // Jap. J. Appl. Phys. − 2005. − V. 44 − P. 3706—3711.Hironori, Kaji. Relationships between light−emitting properties and different isomers in polymorphsof tris(8−hydroxyquinoline) aluminum(III) (Alq3) analyzed by solid−state 27Al NMR and density functional theory (DFT) calculations / Hironori Kaji, Yasunari Kusaka, Goro Onoyama, Fumitaka Horii // Jap. J. Appl. Phys. − 2005. − V. 44 − P. 3706—3711.Rajeswaran, M. Structural, thermal and spectral characterization of the different crystalline forms of Alq3, tris(quinolin−8−olato)aluminum(III), an electroluminescent material in OLED technology / M. Rajeswaran, T. N. Blanton, C. W. Tang, W. C. Lenhart, S. C. Switalski, D. J. Giesen, B. J. Antalek, T. D. Pawlik, D. Y. Kondakov, N. Zumbulyadis, R. H. Young // Polyhedron. − 2009. − V. 28. − P. 835—843.Rajeswaran, M. Structural, thermal and spectral characterization of the different crystalline forms of Alq3, tris(quinolin−8−olato)aluminum(III), an electroluminescent material in OLED technology / M. Rajeswaran, T. N. Blanton, C. W. Tang, W. C. Lenhart, S. C. Switalski, D. J. Giesen, B. J. Antalek, T. D. Pawlik, D. Y. Kondakov, N. Zumbulyadis, R. H. Young // Polyhedron. − 2009. − V. 28. − P. 835—843.Tsuboi, T. Selective synthesis of facial and meridianal isomers of Alq3 / T. Tsuboi, Y. Torii // Mol. Cryst. Lig. Cryst. − 2010. − V. 529. − P. 42—52.Tsuboi, T. Selective synthesis of facial and meridianal isomers of Alq3 / T. Tsuboi, Y. Torii // Mol. Cryst. Lig. Cryst. − 2010. − V. 529. − P. 42—52.Sakurai, Y. Study of the interaction of tris−(8−hydroxy-quinoline) aluminum (Alq3) with potassium using vibrational spectroscopy: Examination of possible isomerization upon K doping / Y. Sakurai, Y. Hosoi, H. Ishii, Y. Ouch // J. Appl. Phys. − 2004. − V. 96. − P. 534—554.Sakurai, Y. Study of the interaction of tris−(8−hydroxy-quinoline) aluminum (Alq3) with potassium using vibrational spectroscopy: Examination of possible isomerization upon K doping / Y. Sakurai, Y. Hosoi, H. Ishii, Y. Ouch // J. Appl. Phys. − 2004. − V. 96. − P. 534—554.Xua, B. Preparation and performance of a new type of blue light−emitting material δ−Alq3 / Bingshe Xua, Hua Wang, Yuying Hao, Zhixiang Gao, Hefeng Zhou //J. Luminescence. − 2007. − V. 122−123. − P. 663—666.Xua, B. Preparation and performance of a new type of blue light−emitting material δ−Alq3 / Bingshe Xua, Hua Wang, Yuying Hao, Zhixiang Gao, Hefeng Zhou //J. Luminescence. − 2007. − V. 122−123. − P. 663—666.Fukushima, T. Green− and blue−emitting tris(8−hydroxy-quinoline) aluminum(III) (Alq3) crystalline polymorphs: Preparation and application to organic light−emitting diodes / T. Fukushima, H. Kaji // Organic Electronics. − 2012. − V. 13. − P. 2985—2990.Fukushima, T. Green− and blue−emitting tris(8−hydroxy-quinoline) aluminum(III) (Alq3) crystalline polymorphs: Preparation and application to organic light−emitting diodes / T. Fukushima, H. Kaji // Organic Electronics. − 2012. − V. 13. − P. 2985—2990.Brinkmann, M. Correlation between molecular packing and optical properties in different crystalline polymorphs and amorphous thin films of mer−tris(8−hydroxyquinoline)aluminum(III) / M. Brinkmann, G. Gadret, M. Muccini, C. Taliani, N. Masciocchi, A. Sironi // J. Amer. Chem. Soc. − 2000. − V. 122. − P. 5147—5157.Brinkmann, M. Correlation between molecular packing and optical properties in different crystalline polymorphs and amorphous thin films of mer−tris(8−hydroxyquinoline)aluminum(III) / M. Brinkmann, G. Gadret, M. Muccini, C. Taliani, N. Masciocchi, A. Sironi // J. Amer. Chem. Soc. − 2000. − V. 122. − P. 5147—5157.Brinkmann, M. Structure and spectroscopic properties of the crystalline structures containing meridional and facial isomers of tris(8−hydroxyquinoline)gallium(III) / M. Brinkmann, B. Fite, S. Pratontep, C. Chaumont // Chem. Mater. − 2004. − V. 16. − P. 4627—4633.Brinkmann, M. Structure and spectroscopic properties of the crystalline structures containing meridional and facial isomers of tris(8−hydroxyquinoline)gallium(III) / M. Brinkmann, B. Fite, S. Pratontep, C. Chaumont // Chem. Mater. − 2004. − V. 16. − P. 4627—4633.Sapochak, L. S. Structure and three−dimensional crystal packing preferences for mer−tris(8−quinolinolato)indium(III) vapor−phase−grown crystals / L. S. Sapochak, A. Ranasinghe, H. Kohlmann, K. F. Ferris, P. E. Burrows // Chem. Mater. − 2004. − V. 16 − P. 401—406.Sapochak, L. S. Structure and three−dimensional crystal packing preferences for mer−tris(8−quinolinolato)indium(III) vapor−phase−grown crystals / L. S. Sapochak, A. Ranasinghe, H. Kohlmann, K. F. Ferris, P. E. Burrows // Chem. Mater. − 2004. − V. 16 − P. 401—406.Organic electronics: materials, processing, devices and applications / Ed. by S. Franky. − Boca Raton ; London ; N−Y. : Taylor and Francis Group, 2010. − 582 p.Organic electronics: materials, processing, devices and applications / Ed. by S. Franky. − Boca Raton ; London ; N−Y. : Taylor and Francis Group, 2010. − 582 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.