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研究生: 彭瓊嬅
Chiung-Hua Peng
論文名稱: 苯基-異喹啉與苯基-咪唑銥金屬錯合物之光物理性質研究
指導教授: 陳益佳
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
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: 124
中文關鍵詞: 有機金屬飛秒電荷轉移頻率上轉瞬態吸收激發-探測技術
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  • 本篇論文研究苯基-咪唑銥金屬錯合物:Ir(ddi)3與Ir(ddi)2(acac) 以及苯基-異喹啉銥金屬錯合物:Ir(piq)3及Ir(piq)2(acac)之光物理性質。這些錯合物在室溫下皆有不錯的磷光放光效率,且皆指派為3MLCT激發態的放光。我們使用三種溶劑分別是四氫呋喃、二氯甲烷及甲苯,並搭配氮氣雷射系統量測三重激發態的時間生命期,Ir(ddi)3與Ir(ddi)2(acac)時間常數分別在2.5 ~ 3.2 μs及0.6 ~ 1.1 μs之間;Ir(piq)3與Ir(piq)2(acac)則分別在1.3 ~ 1.4 μs及1.2 ~ 1.3 μs之間。其中,Ir(ddi)2(acac)與Ir(piq)2(acac)隨著極性的增加,生命期也隨之變短,且前者比後者變化明顯;而Ir(ddi)3與Ir(ddi)2(acac)隨極性的增加,生命期反而減短,但變化皆不大。除此之外,我們利用飛秒螢光頻率上轉技術研究Ir(piq)3與Ir(piq)2(acac)之快速電子轉移之動態學,激發脈衝波長為400 nm,將化合物分別激發至1MLCT激發態,並搭配探測脈衝波長560 nm、580 nm及600 nm,實驗數據則以連續式反應之動力模型進行適解。我們於實驗結果觀察到化合物在單重激發態的螢光放光現象,同時顯示出單重激發態至三重激發態系統間穿越的速率以及較高能階之三重激發態受到溶劑分子的振動能量,遲緩至低振動態的過程。兩者1MLCT→3MLCT之系統穿越機制均十分迅速,時間常數幾乎約為60 fs,而溶劑之振動冷卻則分別發生在0.35 ~ 1.5 ps及0.43 ~ 0.63 ps之間。另外,在非均向性實驗的部分,觀察到Ir(piq)2(acac)隨著延遲時間的增加,非均向性係數呈現單一自然指數衰減的曲線,由定性上分析,電子躍遷至MLCT激發態後,放光躍遷偶極矩衰減至均向時約需400 fs的時間,此比單重態至三重態之系統間穿越的時間長。


    謝誌 i 摘要 ii 目錄 iii 圖目錄 vii 表目錄 xii 第一章 緒論 1 1-1 有機金屬化合物的光化學 1 1-2 有機發光二極體 3 1-3 文獻回顧 4 1-4 研究動機與目的 5 第二章 實驗系統設置 16 2-1 紫外-可見光吸收光譜儀與靜態螢光光譜儀 16 2-2 氮氣雷射系統之生命期測量 17 2-3 時間相關單光子計數系統 18 (1) 原理 18 (2) 本實驗時間相關單光子計數系統詳細說明 18 (3) 樣品配製 21 (4) 數據適解 21 2-4 飛秒螢光頻率上轉系統 22 (1) 原理 22 a. 非線性晶體-相位匹配與可接受角 22 (2) 本實驗飛秒螢光頻率上轉系統詳細說明 30 a. 激發脈衝光徑說明 30 b. 探測脈衝光徑說明 31 c. 數據擷取系統說明 33 (3) 樣品配製與樣品槽 33 (4) 交叉相關量測 34 (5) 數據適解 35 2-5 飛秒時域時間解析瞬態吸收系統 35 (1) 原理 35 (2) 本實驗飛秒時域瞬態吸收光譜系統詳細說明 37 a. 激發脈衝光徑說明 37 b. 探測脈衝光徑說明 38 c. 數據擷取系統說明 39 (3) 樣品配製與樣品槽 41 (4) 數據適解 41 2-6 非均向效應(Anisotropy Effect)的測量 42 (1) 簡介 42 (2) 本實驗非均向性量測實驗 45 第三章 苯基-咪唑與苯基-異喹啉銥金屬錯合物之光物理性質研究 47 3-1 前言 47 3-2 結果與數據分析 47 (1) Ir(ddi)3 47 a. UV-VIS吸收光譜與螢光光譜 48 b. 3MLCT激發態之生命期測量 49 (2) Ir(ddi)2(acac) 49 a. UV-VIS吸收光譜與螢光光譜 50 b. 3MLCT激發態之生命期測量 50 (3) Ir(piq)3 52 a. UV-VIS吸收光譜與螢光光譜 52 b. 3MLCT激發態之生命期測量 53 (4) Ir(piq)2(acac) 53 a. UV-VIS吸收光譜與螢光光譜 54 b. 3MLCT激發態之生命期測量 54 3-3 討論 55 (1) 苯基-咪唑與苯基-異喹啉銥金屬錯合物之吸收與放 光圖探討 55 (2) Ir(C^N)3與Ir(C^N)2(acac)之生命期探討 56 (3) Ir(C^N)3之生命期探討 57 第四章 苯基-異喹啉銥金屬錯合物之飛秒動態學 80 4-1 結果 80 (1) 飛秒時域螢光頻率上轉系統之測量結果 80 (2) 瞬態吸收實驗結果 81 (3) 非均向性實驗結果 83 4-2 討論 83 第五章 結論 101 參考文獻 103 附錄一 適解模型(Fitting Model) 107 (1) 單一自然指數衰減(single exponential decay)模型推導 107 (2) 考慮n發雷射之單一自然指數衰減模型推導 108 (3) 單一自然指數上升(single exponential rise)模型推導 109 (4) 連續式反應(consecutive reaction)模型推導 110 附錄二 Ir(piq)2(acac)之X-ray資料 112

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