פולימרים אלקטרולומיניסצנטיים על בסיס PPV
מקצוע | מדעים |
שנת הגשה | 2004 |
תקציר העבודה
הכנת גרפט-קופולימרים של פוליפנילן-וינילן (PPV) שיכולים לשמש בסיס לדיודות אורגניות פולטות אור (LED).
The synthesis of graft-copolymers of polyphenylene-vinylene (PPV), which can be used for LED (light emitting diodes).
נכתב בירושלים ב-כ"א/אלול/תשס"ט, 12.09.2004
.1מבוא
1.1 תהליכים לומיניסצנתיים את הלומיניסצנציה מגדירים בדרך כלל כקרינה הנפלטת ע"י מולקולה או אטום, לאחר בליעת אנרגיה ומעבר למצב מעורר. ישנם כמה סוגים שונים של התהליך הזה, למשל: פלואורסצנציה , פוספורסצנציה, כמילומיניסצנציה, אלקטרולומיניסצנציה וכדומה.
התופעה הזו הייתה עד לזמן האחרון בשימוש אך ורק כתכונה טובה לאנליזות שונות של חומרים (כמו ספקטרום UV-VIS, PL) . בתקופה המודרנית עם התפתחות הטכנולוגיה כבר בשנות השבעים ובמיוחד בשנות התשעים הלומיניסצנציה החלה להיכנס באופן מסיבי לשדה רחב של שימוש בלייזרים, תעשיית דיודות פולטות אור, מסכי מחשבים , מסכים למצלמות דיגיטליות וטלפונים סלולריים. תחילה אנסה לפרט קצת מה היא לומיניסצנציה.
את מצב הלומיניסצנציה ניתן לתאר , למשל, על מולקולת בנזן. בשלב הראשון יש בליעת פוטון (כמות אנרגיה) ע"י המולקולה. רק אלקטרוני B משתתפים בעירור )ציור מס'1( .
ה-term הבסיסי של בנזן הוא 1A1g ומצבים סינגלטיים מעוררים הם: 1B2u,1B1u,1E1u שמתואמים לפיקים בספקטרום בליעה באזורי 200,
2 50, ו180 ננומטר. מצבים טריפלטיים במולקולת בנזן הינם בעלי תרמים: 3B1u, 3E1u,3B2u.
בציור מס '1 ניתן לראת את כמה תהליכים קרינתיים ואל-קרינתיים שמתרחשים לאחר בליעת פוטון:
פלואורסצנציה (פוטולומיניסצנציה) – כאשר המולקולה עוברת ממצב אנרגיה מעורר אל מצב אנרגיה בסיסי ע"י פליטת פוטון. זמן החיים של התהליך הזה הוא ממיקרושניות עד נאנושניות בלבד.
מעבר פנימי : כאשר האנרגיה הנפלטת היא בצורת חום, והמולקולה יורדת לרמה הויברטורית הנמוכה ביותר של מצב הסינגלטי מעורר הנמוך ביותר באנרגיה.
מעבר בין מערכתי: מעבר אנרגיה ממצב סינגלטי מעורר אל מצב טריפלטי מעורר.
פוספורסצנציה: דומה לפוטולומיניסצנציה, אך קורה בירידה ממצב טריפלטי מעורר.
רקומבינציה קרינתית.
ניתן לראות מהרשימה הזו שתהליך הפוטולומינסצנציה מלווה בתהליכים קרינתיים רבים וזה חשוב מאוד לגבי נושא העבודה שלי . עוד אחזור על תהליכים הלא-קרינתיים בהמשך .
Singlets Triplets (1800A) 1E1u
3 B2u
1 B1u IC IX
1 B2u 3E1u T T
3 B1u
2 000A
5 00A Fluorescence Phosphorescence S T IC 1A1q ציור מס' 1: דיאגרמת רמות אלקטרוניות של בנזן. IC – מעבר פנימי (INTERNAL CONVERSION ), IX – מעבר בין-מערכתי (ITERSYSTEM CROSSING )