Blog

Jun 15, 2023

Eterolettico Ir(III)

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 1369 (2023) Cita questo articolo 1371 Accessi 1 Citazioni Dettagli metriche I diodi organici a emissione di luce nel vicino infrarosso (OLED NIR) con metalli pesanti sono

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1369 (2023) Citare questo articolo

1371 accessi

1 Citazioni

Dettagli sulle metriche

I diodi organici a emissione di luce nel vicino infrarosso (OLED NIR) con metalli pesanti vengono regolarmente segnalati a causa dei vantaggi delle loro varie applicazioni nei servizi sanitari, nell'autenticazione del velo e nei display per la visione notturna. Per le applicazioni commerciali, è necessario considerare la capacità di radianza (RC) anziché la radianza a causa del consumo energetico. Tuttavia, documenti recenti riportano ancora solo semplici prestazioni ad alta luminosità e non considerano il dispositivo dal punto di vista dell'RC. Per superare questo ostacolo, abbiamo progettato materiali NIR eterolettici a base di Ir(III) con due tipi di ligando ausiliario. Gli emettitori proposti raggiungono un rapporto dipolo orizzontale altamente orientato (Ir(mCPDTiq)2tmd, complesso 1: 80%, Ir(mCPDTiq)2acac, complesso 2: 81%) con una breve durata radiativa (1: 386 ns, 2: 323 ns ). Il dispositivo mostra anche una tensione di accensione (Von) estremamente bassa di 2,2 V e un RC elevato di 720 mW/sr/m2/V. I risultati su Von e RC del dispositivo dimostrano prestazioni eccezionali tra gli OLED NIR basati su Ir(III) con un picco di emissione simile.

Gli OLED si sono affermati con successo e sono ampiamente utilizzati come un'importante fonte di luce nei mercati convenzionali dei display e dell'illuminazione1. In particolare, gli OLED stanno aprendo la strada a un nuovo mercato oltre la gamma spettrale visibile. Recentemente, gli OLED NIR sono di grande interesse non solo nel campo dei sistemi sanitari indossabili come la fotobiomodulazione (PBM)2,3,4,5,6 e le terapie fotodinamiche (PDT)7, ma anche per i display per la visione notturna e l'elaborazione del segnale ottico . In particolare, negli ultimi dieci anni sono stati pubblicati costantemente studi sulla fototerapia che utilizzano OLED. È noto che l'effetto della fototerapia è massimizzato nella lunghezza d'onda rossa o NIR, dove avviene bene l'assorbimento del citocromo c ossidasi (CCO), un fotorecettore8. Recentemente, è stato segnalato che esiste un effetto di guarigione della ferita non solo nella regione rossa, ma anche utilizzando NIR OLED2. Inoltre, nella PBM come nella guarigione delle ferite viene utilizzata una tecnica di terapia della luce a basso livello (LLLT), che guarisce utilizzando un'energia inferiore rispetto a quella della PDT. Di conseguenza, il dispositivo è stato pilotato in un'area a bassa tensione (6 V o meno) per la fototerapia e una tensione inferiore è necessaria attraverso l'integrazione, ad esempio una batteria, per sviluppare prodotti commerciali effettivi. Pertanto è più importante di ogni altra cosa realizzare gli OLED NIR dal punto di vista RC. Sebbene nuovi emettitori NIR siano continuamente progettati per l’implementazione degli OLED NIR, le prestazioni degli OLED NIR sono ancora molto indietro rispetto ai dispositivi nella gamma visibile a causa della legge sul gap energetico9,10. Sono stati condotti molti studi per superare il collo di bottiglia delle prestazioni intrinseche degli OLED NIR, ad esempio utilizzando la fluorescenza ritardata attivata termicamente (TADF)11,12,13,14,15 o utilizzando metalli pesanti di transizione come Pt(II)16,17 ,18,19,20, Os(II)21,22,23 e Ir(III)24,25,26,27,28,29,30 per ottenere un'elevata efficienza. Il metodo che utilizza TADF può trasferire l'eccitone tripletto non radiativo nello spazio singoletto e ottenere il 100% dell'efficienza quantistica interna (IQE). Inoltre, i complessi Pt(II) e Os(II) sono estremamente costosi da utilizzare rispetto al complesso Ir(III). Convenzionalmente, molti OLED NIR a base di metalli di transizione sono stati semplicemente riportati in termini di elevata radianza16. Tuttavia, la tensione alla massima radianza è così elevata che ci sono molte restrizioni sulla sua applicazione alle industrie reali dal punto di vista del consumo energetico. Recentemente, è stato riportato che un'unità di ciclopentaditiofene (CPDT) presenta molti vantaggi, come un efficiente trasferimento di carica, un'elevata densità elettronica e una forte capacità di donatore di elettroni grazie a una struttura con elevata planarità in cui è fuso il bitiofene31,32,33. Pertanto, è stato adottato come unità negli strati fotoattivi e negli strati di trasporto dei buchi di materiali elettronici come celle solari organiche e celle solari a punti quantici grazie alle sue proprietà ottimali31,32,33,34,35.