研究生: |
宋怡樺 Yi-Hwa Song |
---|---|
論文名稱: |
一、新型釕金屬前驅物之設計合成及利用化學氣相沉積法製備金屬及氧化物薄膜與奈米材料 二、紅色磷光銥金屬錯合物之合成及其光物理性質探討 |
指導教授: |
季昀
Yun Chi |
口試委員: | |
學位類別: |
博士 Doctor |
系所名稱: |
理學院 - 化學系 Department of Chemistry |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 203 |
中文關鍵詞: | 釕 、二氧化釕 、化學氣相沉積 、銥 、磷光 、紅光 、奈米 |
外文關鍵詞: | Ru, RuO2, CVD, Ir, OLED, nano |
相關次數: | 點閱:2 下載:0 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
第一部分的研究中,我們成功的合成出雙核與單核兩類型釕金屬錯合物,前者可利用Ru3(CO)12為起始物,與具有不同取代基之pyrazole於高壓反應器中製備而得。當運用之pyrazole為dmpz (3,5-dimethylpyrazolate) 及dfpz [3,5-bis(trifluoromethyl) pyrazolate] 時,錯合物為飽和雙聚物形態,可以Ru(CO)6(pz)2表示,但若使用較大立體障礙之dbpz (3,5-id-tert-butylpyrazolate) 時,則會生成非飽和型態之化合物Ru(CO)5(dbpz)2。另一類單核型態之錯合物Ru(NBD)(β-diketonate)2,則是以 [Ru(NBD)Cl2]x為起始物,與不同類型的β-diketonate進行反應,在此β-diketonate為hfac (hexafluoroacetylacetonate)、tfac (trifuoroacetylacetonate) 與acac (acetylacetonate)。所有釕金屬錯合物皆經過光譜鑑定,並利用TG-DTA進行熱物理性質分析,最後我們選擇化合物Ru2(CO)6(dfpz)2 (1c)、Ru(NBD)(tmhd)2 (5) 與Ru(NBD)(hfac)2 (7) 為前驅物進行化學氣相沉積實驗。在H2或Ar/O2 (98%:2%) 氣氛下可得到純度或性質極佳的釕金屬薄膜,其電阻係數最低可達15 μΩ-cm。進一步選擇錯合物7在O2環境中進行沉積實驗,可得到性質極佳之二氧化釕薄膜及一維奈米結構材料,當使用LNO (LiNbO3) 與LTO (LiTaO3) 做為基材,更可藉由基板效應調控樣品成長方向,研究發現奈米結構的生成與沉積條件及基板效應有很大的關係,文中對生長機制將有詳細的討論。
第二部份的研究中,我們分別利用4,6-diphenylpyrimidine (dppm)H、4-phenyl-6-(trifluoromethyl)pyrimidine (fppm)H 及4-phenylquinazoline (nazo)H為cyclometalated ligands,加上一系列具有不同取代基的pyridyl pyrazole及其衍生物,與 (acac)H和picolinic acid,成功合成出三個系列的Ir(III) 化合物10a~10f、11a~b與12a~b,產率皆在80%以上。這一系列化合物經由UV吸收及PL放光光譜可以斷定屬於3MLCT的放光機制,分子的LUMO主要由C^N配基上的π*所貢獻,而HOMO則由Ir(III) 金屬中心的d orbital所支配,因此,純紅光色的調校我們可以從兩方面去著手。一方面可以藉由C^N配基的改變,如引進異原子或延長π*共軛系統,來降低其π*能階的高低;另一方面,我們亦可藉由調變ancillary ligand (LX) 上之取代基,造成對金屬中心推拉電子之效應,來微調Ir(III) d orbital之能量,調變出一系列從黃橘到深紅色放光之化合物,並且達到飽和紅色的放光。
進一步利用化合物10a製備非摻雜紅光元件,可以在電流密度100 mA cm-2下,得到亮度為5780 cd m-2,外部量子效率5.5%,放光波長在626 nm的飽和紅光元件,CIE值在 (0.66, 0,34)。
第一部份
1. (a) S. Yamamichi, P.-Y. Lesaicherre, H. Yamaguchi, K. Takemura, S. Sone, H. Yabuta, K. Sato, T. Tamura, K. Nakajima, S. Ohnishi, K. Tokashiki, Y. Hayashi, Y. Kato, Y. Miyasaka, M. Yoshida, H. Ono, IEEE Trans. Electron Devices 1997, 44, 1076. (b) E.-S. Choi, J.-B. Park, S.-G. Yoon, Ferroelectrics, 1999, 232, 969
2. E. -S. Choi, J. -B. Park, S. -G. Yoon, Ferroelectrics, 1999, 232, 969
3. (a) C. S. Hsieh, D. S. Tsai, R. S. Chen, Y. S. Huang, Appl. Phys. Lett., 2004, 85, 3860 (b) R. S. Chen, C. C. Chen, Y. S. Huang, C. T. Chia, H. P. Chen, D. S. Tsai, K. K. Tiong, Solid State Commun., 2004, 131, 349
4. M. L. Green, M. E. Gross, L. E. Papa, K. J. Schnoes, D. Brasen, J. Electrochem. Soc., 1985, 132, 2677
5. (a) S. E. Park, H. M. Kim, K. B. Kim, S. H. Min, Thin Solid Films, 1999, 341, 52 (b) S. E. Park, H. M. Kim, K. B. Kim, S. H. Min, J. Electrochem. Soc., 2000, 147, 203
6. S. Y. Kang, K. H. Choi, S. K. Lee, C. S. Hwang, H. J. Kim, J. Electrochem. Soc., 2000, 147, 1161
7. E. P. Boyd, D. R. Ketchum, H. Deng, S. G. Shore, Chem. Mater., 1997, 9, 1154
8. Y. C. Choi, B. S. Lee, Jpn. J. Appl. Phys., 1999, 38, 4876
9. Y. Senzaki, W. L. Gladfelter, F. B. McCormick, Chem. Mater., 1993, 5,1715
10. (a) J. Vetrone, C. M. Foster, G-R. Bai, A. Wang, J. Patel, X. Wu, J. Mater. Res., 1998, 13, 2281 (b) J. M. Lee, J. C. Shin, C. S. Hwang, H. J. Kim, C-G. Suk, J. Vac. Sci. Technol. A, 1998, 16, 2768
11. F. -J. Lee, Y. Chi, C. -S. Liu, P. -F. Hsu, T. -Y. Chou, S. -M. Peng, G. -H. Lee, Chem. Vap. Deposition, 2001, 7, 99
12. R. -S. Chen, Y. -S. Huang, Y. -L. Chen, Y. Chi, Thin Solid Films, 2002, 413, 85
13. Y. H. Lai, T. Y. Chou, Y. H. Song, C. S. Liu, Y. Chi, A. J. Carty, S. M. Peng, G. H. Lee, Chem. Mater., 2003, 15, 2454
14. T. Y. Chou, Y. H. Lai, Y. L. Chen, Y. Chi, K. R. Prasad, A. J. Carty, S. M. Peng, G. H. Lee, Chem. Vap. Deposition, 2004, 10, 1
15. M. O. Albers, E. Singleton, J. E. Yates, Inorg. Synth., 1989, 26, 249
16. J. A. Cabeza, L. A. Oro, Inorg. Synth., 1997, 31,217
17. Y. Chi, H. -L. Yu, W. L. Ching, C. S. Liu, Y. L. Chen, T. Y. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, J. Mater. Chem., 2002, 12,1363
18. (a) J. A. Cabeza, C. Landazuri, L. A. Oro, A. Tiripicchio, M. Tiripicchio-Camellini, J. Organomet. Chem., 1987, 322, C16 (b) J. A. Cabeza, C. Landazuri, L. A. Oro, D. Belletti, A. Tiripicchio, M. Tiripicchio Camellini, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1989, 1093
19. P. L. Andreu, J. A. Cabeza, G. A. Carriedo, V. Riera, S. Garcia-Granda, J. F. Van der Maelen, G. Mori, J. Organomet. Chem., 1991, 421, 305
20. (a) R. Contreras, M. Valderrama, E. M. Orellana, D. Boys, D. Carmona, L. A. Oro, M. P. Lamata, J. Ferrer, J. Organomet. Chem. 2000, 606, 197 (b) D. Carmona, J. Ferrer, J. M. Arilla, J. Reyes, F. J. Lahoz, S. Elipe, J. Modrego, L. A. Oro, Eur. J. Inorg. Chem., 2000, 159
21. S. J. Sherlock, M. Cowie, E. Singleton, M. M. de V. Steyn, J. Organomet. Chem. 1989, 361, 353
22. E. Delgado, Y. Chi, W. Wang, G. Hogarth, P. J. Low, G. D. Enright, S. M. Peng, G. H. Lee, A. J. Carty, Organometallics 1998, 17, 2936
23. M. I. Bruce, J. G. Matison, R. C. Wallis, J. M. Patrick, B. W. Skelton, A. H. White, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1983, 2365
24. Y. Kaga, Y. Abe, H. Yanagisawa, M. Kawamura, K. Sasaki, Surface Science Spectra, 1999, 6, 68
25. S. Y. Mar, J. S. Liang, C. Y. Sun, Y. S. Huang, Thin Solid Films, 1994, 238, 158
26. J. F. Moulder, W. F. Stickle, P. E. Sobol, and K. D. Bomben, Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer, Eden Prairie, MN, 1992
27. M. Valet, D. M. Hoffman, Chem. Mater., 2001, 13, 2135
28. M. Kaminsky, Atomic and Ionic Impact Phenomena on Metal Surfaces (Academic Press Inc., New York, 1965)
29. R. S. Chen, H. M. Chang, Y. S. Huang, D. S. Tsai, S. Chattopadhyay, K. H. Chen, J. Cryst. Growth, 2004, 271, 105
30. W. Han, S. Fan, Q. Li, Y. Hu, Science, 1997, 277, 1287
31. C. M. Lieber, Solid State Commun., 1998, 107, 607
32. (a) Y. C. Kong, D. P. Yu, B. Zhang, W. Fang, S. Q. Feng, Appl. Phys. Lett., 2001, 78, 407 (b) M. H. Huang, Y. Wu, H. Feick, N. Tran, E. Weber, P. Yang, Adv. Mater., 2001, 13, 113
33. X. S. Peng, G. W. Meng, J. Zhang, X. F. Wangg, Y. W. Wang, C. Z. Wang, L. D. Zhang, J. Mater. Chem., 2002, 12, 1602
34. R. S. Chen, Y. S. Huang, Y. M. Liang, D. S. Tsai, Y. Chi, J. J. Kai, J. Mater. Chem., 2003, 13, 2525
35. S. C. Liu, J. J. Wu, J. Mater. Chem., 2002, 12, 3125
第二部份
1. (a) S, Bernhard, X.Gao, G. G. Malliaras, H. D. Abruna, Adv. Mater. 2002, 14, 433. (b) Y. L. Chen, C. Shinha, I. C. Chen, K. L. Liu, Y. Chi, J. K. Yu, P. T. Chou, T. H. Lu, Chem. Commun., 2003, 3046 (c) Y. L. Tung, S. W. Lee, Y. Chi, Y. T. Tao, C. H. Chien, Y. M. Cheng, P. T. Chou, S. M. Peng, C. S. Liu, J. Mater. Chem., 2005, 15, 460 (d) Y. L. Tung, P.C. Wu, C. S. Liu, Y. Chi, J. K. Yu, Y. H. Hu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Y. Tao, A. J. Carty, C. F. Shu, F. I. Wu, Organometallic, 2004, 23, 3745
2. F. M. Hwang, H. Y. Chen, P. S. Chen, C. S. Liu, Y. Chi, C. F. Shu, F. I. Wu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Inorg. Chem., 2005, 44, 1344
3. (a) J. Kavitha, S. Y. Chang, Y. Chi, J. K. Yu, Y. H. Hu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Y. T. Tao, C. H. Chien, A. J. Carty, Adv. Funct. Mater., 2005, 15, 223 (b) R. C. Kwong, S. Sibley, T. Dubovoy, M. Baldo, S. R. Forrest, M. E. Thompson, Chem. Mater., 1999, 11, 3709. (c) C.-M. Che, Y.-J. Hou, M. C. W. Chan, J. Guo, Y. Liu, Y. Wang, J. Mater. Chem., 2003, 13, 1362
4. http://www.olympusmicro.com/primer/java/jablonski/jabintro/
5. K. A. King, P. J. Spellane, R. J. Watts, J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 1431
6. G. Di Marco, M. Lanza, A. Mamo, I. Stefio, C. Di Pietro, G. Romeo, S. Campagna, Anal. Chem., 1998, 70, 5019
7. D. Sandrini, M. Maestri, V. Balzani, L. Chassot, A. Von Zelewsky, J. Am. Chem. Soc., 1987, 109, 7720
8. (a) J. Kido, H. Hayase, K. Kongawa, K. Hagai, K. Okamoto, Appl. Phys. Lett. 1994, 65, 2124. (b) C. Adachi, M. A. Baldo, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2000, 87, 8049. (c) S. Lis, Z. Hnatejko, P. Barczynski, M. Elbanowski, J. Alloys Comp. 2002, 344, 70
9. M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Nature 1998, 395, 151
10. A. B. Tamayo, B. D. Alleyne, P. I. Djurovich, S. Lamansky, I. Tsyba, N. N. Ho, R. Bau, M. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7377.
11. A. Tsuboyama, H. Iwawaki, M. Furugori, T. Mukaide, J. Kamatani, S. Igawa, T. Moriyama, S. Miura, T. Takiguchi, S. Okada, M. Hoshino, K. Ueno, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12971.
12. S. Lamansky, P. Djurovich, D. Murphy, F. Abdel-Razzaq, H. E. Lee, C. Adachi, P. Burrows, S. R. Forrest, M. E. Thompson, J. Am., Chem. Soc., 2001, 123, 4304
13. (a) Y. J. Su, H. L. Huang, C. L. Li, C. H. Chien, Y. T. Tao, P. T. Chou, S. Datta, R. S. Liu, Adv. Mater. 2003, 15, 884. (b) C.-H. Yang, C.-C. Tai, I-W. Sun, J. Mater. Chem. 2004, 14, 94. (c) J.-P. Duan, C.-H. Cheng, Adv. Mater. 2003, 15, 224
14. (a) A. Satake and T. Nakata, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 10391; (b) W. R. Thiel and J. Eppinger, Chem. Eur. J., 1997, 3, 696.
15. B. C. Uff, B. L. Joshi, F. D. Popp, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1986, 2295
16. F. L. Qing, R. Wang, B. Li, X. Zheng, W. D. Meng, J. Fluorine Chem., 2003, 120, 21