Введение к работе
Актуальность проблемы. Интерес к сопряженным олигомерам и полимерам растет с каждым годом благодаря их уникальным полупроводниковым и электрооптическим свойствам, которые позволяют их использовать в качестве функциональных материалов в быстроразвивающейся области науки и техники -органической оптоэлектронике. Среди таких соединений особое место занимают олигомеры и полимеры на основе производных 2,5-тиофена и 1,4-фенилена из-за присущей им высокой подвижности носителей заряда, хорошей растворимости в органических растворителях, а также высокой эффективности люминесценции.
В настоящее время наиболее изученным классом соединений для органической оптоэлектроники являются полимеры, обладающие проводимостью р-типа. Однако, несмотря на значительные успехи в этой области за последнее десятилетие, одним из недостатков линейных я-сопряженных полимерных систем является анизотропия их оптических и электрических свойств, в результате чего требуются значительные усилия для управления их молекулярной ориентацией в процессе производства образцов тех или иных устройств. Альтернативным вариантом решения данной проблемы является разработка трехмерных разветвленных и сверхразветвленных макромолекулярных систем, не имеющих такого рода недостатков.
Известно, что разветвленные и линейные молекулы, содержащие олиготиофеновые и фениленовые фрагменты, объединённые атом кремния, проявляют эффективную люминесценцию. В пленке эффективность фото- и электролюминесценции звездообразных молекул выше по сравнению со свойствами линейных аналогов, что в основном связано с лучшей растворимостью и уменьшением агрегации в твердом состоянии звездообразных молекул. Поэтому систематическое изучение влияния различных молекулярных параметров таких соединений на их оптические и другие физико-химические свойства представляет собой актуалыгую задачу, решение которой позволит выявить наиболее перспективные материалы для применения в органической оптоэлектронике.
Цель работы. Синтез различпых олигоарилсиланов на основе производных 2,5-тиофепа и 1,4-фенилена (Рис. 1) и систематическое изучение влияния степени разветвлешгости олигомерной молекулы, химической природы и длины сопряжения
составляющих ее олигоариленовых фрагментов на спектрально-люминесцентные и термические свойства таких систем.
»—Н,Ьг?-Мігя
сн, л=2-4 R
X,
Аг- н-с10н,< ttC1cH,
Н.С
Гис. I. Схематическое изображение олигоарилсиланов различной степени
разветвленности на основе производных 2,5-тиофена и 1,4-фенилена.
Научная новизяа-
В работе получена серия новых линейных и разветвленных
кремнийорганичесхих соединений, содержащих о г двух до четырех олигоариленовых
фрагмента у одного атома кремния. Дня этого впервые разработана универсальная
схема получения олигоарилскланов различной разветвленности, основанная на
взаимодействии литийорганических производных олиготиофенов,
оляготиофенфениленов и олигофениленов с алкокси- и хлорсиланами различной функциональности. Сочетание разработанной схемы с реакцией металлооргалического синтеза в условиях Сузуки позволило впервые получить ряд кватро- и квинкетиофенсиланов, а также новый кремнийорганический наноструктурированныи люминофор, состоящий из производных тер- и кватрофенилена, который проявляет эффект «молекулярной антенны».
Впервые показано, что квантовый выход люминесценции биарилсиланов существенно возрастает с увеличением их степени разветвленности, в то же время данный эффект не проявляется у тер- и кватроарилсиланов.
Впервые изготовлены органические фотовольтаические ячейки с использованием разветвленных олиготиофенсиланов в качестве донорного материала, а метиловый эфир [6,6]-фенил-фуллереп[С70]-бутановой кислоты ([70]РСВМ) - в качестве акцептора, и показано, что их эффективность возрастает с увеличением длины сопряжения олиготиофенового фрагмента.
Впервые на основе полистирола и синтезированного в работе нового олигофениленсиланового наноструктурировашюго люминофора, обладающего эффективным вігутримолекулярньїм переносом энергии и высоким квантовым выходом люминесценции, изготовлены пластмассовые сцинтилляторы, эффективность которых превысила сцинтилляционную эффективность стандарта -кристалла антрацена.
Практическая значимості, работы заключается в использовании разработанных подходов для синтеза новых кремпийорганических люминофоров и их применении в качестве функциональных материалов в органических фото-вольтаических ячейках, органических фотодиодах и пластмассовых сцинтилляторах.
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах работы - от постановки задачи, планирования и выполнения экспериментов до обсуждения и оформления полученных результатов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в реферируемых российских и международных журналах и тезисы 15-ти докладов на научных конференциях.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, результатов и их обсуждения, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Работа изложена на 130 страницах печатного текста. Материал иллюстрирован 73 рисунками и 9 таблицами и содержит список цитируемой литературы из 117 наименований.
Похожие диссертации на Синтез и свойства олигоарилсиланов на основе производных 2,5-тиофена и 1,4-фенилена
![Синтез и исследование свойств полиимидов и сополиимидов на основе [(2-амино-)- или (2-аминометил-)бицикло[2.2.1]гепт-3-ил)]анилинов](/i/i/4483/387416.png "Синтез и исследование свойств полиимидов и сополиимидов на основе [(2-амино-)- или (2-аминометил-)бицикло[2.2.1]гепт-3-ил)]анилинов Потаёнкова Елена Александровна")
![Синтез и (со)полимеризация 1-винил-1,2,4-триазола и 1-винилнафто [2,3-d] имидазола](/i/i/4266/325498.png "Синтез и (со)полимеризация 1-винил-1,2,4-триазола и 1-винилнафто [2,3-d] имидазола Кузнецова Надежда Петровна")
