Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Chemistry

एक ऑक्सीजन मुक्त पर्यावरण एक आईसीसीडी कैमरा का उपयोग कर Triplet कटाई कार्बनिक यौगिकों के समय-हल Photophysical लक्षण वर्णन

doi: 10.3791/56614 Published: December 27, 2018

Summary

यहाँ, हम समय के माध्यम से कार्बनिक अणुओं के स्पेक्ट्रोस्कोपी लक्षण वर्णन की एक विधि वर्तमान-हल photoluminescence स्पेक्ट्रोस्कोपी ऑक्सीजन मुक्त स्थितियों में nanosecond-to-मिलीसेकंड टाइमस्केल । तरीकों को कुशलतापूर्वक नमूनों से ऑक्सीजन हटाने के लिए और, इस प्रकार, सीमा luminescence शमन भी वर्णित हैं ।

Abstract

यहां, हम एक ultrafast आईसीसीडी कैमरे का उपयोग करके समय-समाधान photoluminescence के अधिग्रहण और विश्लेषण का एक समझदार तरीका प्रस्तुत करते हैं । इस प्रणाली के अधिग्रहण photoluminescence स्पेक्ट्रा नैनोसेकंड से समय शासन को कवर करने के लिए सक्षम बनाता है ०.१ s । यह हमें तीव्रता (क्षय) और समय के साथ स्पेक्ट्रा के उत्सर्जन में परिवर्तन का पालन करने के लिए सक्षम बनाता है । इस विधि का उपयोग करना, यह phosphorescence के उत्सर्जन के रूप में विविध photophysical घटनाएं, अध्ययन करने के लिए संभव है, और थर्मल सक्रिय देरी प्रतिदीप्ति (TADF) दिखा अणुओं में शीघ्र और देरी प्रतिदीप्ति के योगदान । उल्लेखनीय है, सभी स्पेक्ट्रा और क्षय एक एकल प्रयोग में प्राप्त कर रहे हैं । यह ठोस (पतली फिल्म, पाउडर, क्रिस्टल) और तरल नमूनों के लिए किया जा सकता है, जहां केवल सीमाएं कैमरे के वर्णक्रमीय संवेदनशीलता और उत्तेजना तरंग दैर्ध्य (५३२ एनएम, ३५५ एनएम, ३३७ एनएम, और २६६ एनएम) हैं । इस तकनीक है, इस प्रकार, बहुत महत्वपूर्ण है जब कार्बनिक उत्सर्जक में अपने आवेदन के लिए उत्तेजित राज्य गतिशीलता की जांच कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड और अंय क्षेत्रों में जहां triplet संचयन सर्वोपरि महत्व का है । चूंकि triplet राज्यों दृढ़ता से ऑक्सीजन से बुझती हैं, कुशल TADF luminescence, या कमरे के तापमान phosphorescence (RTP) दिखाने वालों के साथ उत्सर्जक, सही ढंग से समाधान और फिल्मों से किसी भी भंग ऑक्सीजन को दूर करने के क्रम में तैयार किया जाना चाहिए. अंयथा, नहीं लंबे समय से रहते थे उत्सर्जन देखा जाएगा । degassing ठोस नमूनों के रूप में इस काम में प्रस्तुत की विधि बुनियादी और सरल है, लेकिन तरल नमूनों की degassing अतिरिक्त कठिनाइयों बनाता है और विशेष रूप से दिलचस्प है । विलायक नुकसान को कम करने और नमूना एकाग्रता को बदलने का एक तरीका है, जबकि अभी भी एक बहुत ही कुशल और एक दोहराने तरीके में ऑक्सीजन को दूर करने के लिए सक्षम करने, इस काम में प्रस्तुत किया है ।

Introduction

समय-हल स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (OLED)1,2,3के आवेदन के लिए उपंयास सामग्री के अध्ययन में एक अनिवार्य उपकरण है । इन तकनीकों OLED उत्सर्जक की नवीनतम पीढ़ियों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है [यानी, के रूप में थर्मल सक्रिय देरी प्रतिदीप्ति (TADF)4,5,6,7, 8 या स्फुरदीप्त9,10,11 अणु], जहां photoluminescence प्रक्रियाओं को एक व्यापक टाइमस्केल (सेकंड तक) में देखा जा सकता है । दिलचस्प है, ऐसी तकनीक भी उपकरणों में electroluminescence की जांच करने के लिए उपयुक्त समय शासन12,13से अधिक इस्तेमाल किया जा सकता है । ऊपर वर्णित तरीके हैं, सामांय रूप में, समय पर निर्भर गुण है कि इस तरह के क्षय जीवन के रूप में photoluminescence संकेतों को शामिल करने पर ध्यान केंद्रित, आकार और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की ऊर्जा, और तापमान या अंय कारकों पर अपनी निर्भरता ।

कुल मिलाकर, समय का सबसे लोकप्रिय तरीका-हल स्पेक्ट्रोस्कोपी समय है-संबंधित एकल फोटॉन गिनती (TCSPC) या इसके संशोधनों, जैसे मल्टीचैनल TCSPC । इस विधि विशेष रूप से nanosecond टाइमस्केल पर आमतौर पर एक बहुत ही उच्च सटीकता के साथ तेजी से क्षय का पालन करने के लिए अनुकूल है । हालांकि, यह एक प्रमुख नुकसान है, क्योंकि यह एक आसान तरीका में photoluminescence स्पेक्ट्रम में परिवर्तन के बाद की अनुमति नहीं है । इस लकीर कैमरा14,15का उपयोग कर हल हो गई है । हालांकि, दोनों तरीकों लंबे समय से पालन करने के लिए अनुकूल नहीं है luminescence क्षय रहते हैं । इस मामले में टाइम-gated तरीके और मल्टीचैनल स्केलिंग चुनाव की विधियाँ हैं.

इस काम में, हम photoluminescence संकेतों के समय-gated अधिग्रहण की चर्चा एक समय सीमा में एक nanosecond से भी कम एक प्रयोग16,17,18में ०.१-1 एस से । इसके अलावा, स्पेक्ट्रा की गुणवत्ता का उपयोग किया जाता है कि डिटेक्टर की उच्च संवेदनशीलता के कारण उत्कृष्ट है (एक आईसीसीडी कैमरा). यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में बहुत ठीक परिवर्तन और विस्तार में उत्साहित राज्य गतिशीलता की जांच के अवलोकन की अनुमति देता है, एक आणविक प्रणाली में विभिंन उत्तेजित प्रजातियों के उत्सर्जन की पहचान । इस उपकरण की बहुमुखी प्रतिभा के कई हाल ही में प्रकाशन की पुष्टि की गई है19,20,21,22,23,24,25 , 26. उत्तेजना स्रोत या तो एक एन डी है: एक 10 हर्ट्ज पुनरावृत्ति दर के साथ YAG लेजर, harmonics के एक सेट (२६६ एनएम, ३५५ एनएम, और ५३२ एनएम) या एक नाइट्रोजन लेजर (३३७ एनएम) 1-30 हर्ट्ज के बीच एक अस्थिर पुनरावृत्ति दर की प्रदान ।

आईसीसीडी कैमरों के काम का सिद्धांत इमेज intensifier पर आधारित है, जो न केवल इनकमिंग लाइट को तेज करता है बल्कि शटर (गेट) का काम भी करती है । intensifier एक photocathode कि एक विशिष्ट वर्णक्रमीय रेंज के प्रति संवेदनशील है के होते है [यानी, पराबैंगनी (यूवी), दृश्य, लाल, और निकट अवरक्त (NIR)], एक माइक्रो चैनल प्लेट (एमसीपी), और एक फास्फोरस । photocathode बदल कर, यह एक विशिष्ट उपयोग करने के लिए कैमरा अनुकूलन करने के लिए संभव है. photocathode photoelectrons कि एमसीपी में गुणा कर रहे है में आने वाली फोटॉनों धर्मांतरित और फिर फास्फोरस स्क्रीन पैदा फोटॉनों मारा । इन फोटॉनों, लेंस की एक प्रणाली के माध्यम से, एक सीसीडी चिप पर ध्यान केंद्रित कर रहे है और एक बिजली के संकेत में बदल रहे हैं । अधिक जानकारी के लिए, कृपया निर्माता का वेबपेज27को देखें ।

करने के लिए पर्याप्त संकेत के साथ १०० ms करने के लिए 1 से रेंज भर में उत्सर्जन स्पेक्ट्रा इकट्ठा करने के लिए शोर अनुपात, एकीकरण (एक्सपोजर) समय तेजी से समय की देरी को बढ़ाने के साथ साथ तेजी से बढ़ जाती है. यह photoluminescence क्षय है, जो ज्यादातर प्रणालियों में घातीय कानून के बाद के गुणों द्वारा तय है ।

विधि यहां वर्णित कई नमूना आकार और रूपों, एक असमान सतह, पाउडर, या छोटे क्रिस्टल19के साथ उन सहित करने के लिए लागू किया जा सकता है । नमूना धारक को आसानी से मानक और degassing cuvettes या प्रवाह cuvettes सहित कई विभिंन cuvettes, समर्थन अनुकूलित है । ३५०-७५० एनएम की श्रेणी में photoluminescence वाले सभी नमूनों की जांच इस उपकरण से की जा सकती है । प्रणाली भी एक तरल नाइट्रोजन cryostat के साथ सुसज्जित करने के लिए ठोस और तरल नमूनों के तापमान पर निर्भर माप नीचे ७७ k करने के लिए और एक बंद चक्र हीलियम cryostat ठोस नमूनों की माप करने के लिए नीचे 15 k. इससे TADF और phosphorescence जैसी घटनाएं पढ़ाई जा सकेगी । संक्षेप में, किसी भी यौगिक या नमूना है कि निर्दिष्ट क्षेत्र और समय सीमा में photoluminescence का उत्सर्जन करता है और जो उत्तेजना लेजर प्रकाश अवशोषण इस उपकरण में जांच की जा सकती है की किसी भी तरह ।

आणविक ऑक्सीजन की निकासी लंबे समय से उत्सर्जन के साथ अणुओं के photophysics की जांच में एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण मुद्दा है । इसलिए, degassing नमूनों की एक प्रायोगिक प्रक्रिया (समाधान और फिल्में) भी यहां विस्तार से वर्णित है । ऑक्सीजन द्वारा शमन लंबे समय तक रहता luminescence को प्रभावित करता है और विलंबित प्रतिदीप्ति और phosphorescence की जांच में एक बड़ी समस्या है । तथापि, इस शमन प्रभाव भी समग्र luminescence को triplet उत्साहित राज्यों के योगदान की जांच की सुविधा । यह एक degassed समाधान के photoluminescence तीव्रता अनुपात को मापने के लिए जवाबदेह है/फिल्म के लिए हवा-संतृप्त शर्तों17,23। के रूप में तीन प्रबंधन ऑक्सीजन से बुझती हैं, degassing-टू-एयर उत्सर्जन अनुपात लंबे समय तक रहने वाले राज्यों के योगदान के बारे में प्रत्यक्ष जानकारी देता है कि लंबे समय तक उत्सर्जन (और इतनी देरी प्रतिदीप्ति या phosphorescence) के लिए जिंमेदार हैं । यह तो कार्बनिक TADF उत्सर्जन में triplet गठन की पैदावार के बारे में जानकारी निकालने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । आणविक ऑक्सीजन एक biradical के रूप में एक triplet जमीन राज्य में मौजूद है । सीएकी ऊर्जा के अवशोषण पर । 1 eV, triplet ऑक्सीजन एक स्वेटर उत्साहित राज्य के लिए एक संक्रमण से गुजरती है । आमतौर पर, उत्साहित राज्य अणुओं की एक ऊर्जा है स्वेटर और triplet से अधिक 1 eV । इस ऊर्जा, इसलिए, टकराव पर ऑक्सीजन को हस्तांतरित किया जा सकता है । एक परिणाम के रूप में, अणु एक जमीन राज्य के लिए रिटर्न या एक से गुजरना प्रणाली पार ।

degassing समाधान के सबसे लोकप्रिय तरीकों में से एक उंहें कोई ऑक्सीजन सामग्री, आमतौर पर बहुत शुद्ध नाइट्रोजन या आर्गन के साथ एक तटस्थ गैस के साथ bubbling है । यह तकनीक विभिन्न अनुसंधान क्षेत्रों (यानी, electrochemistry या photophysics)28,29,30,31में बहुत सहायक है । हालांकि, जबकि यह एक सरल प्रक्रिया है और सबसे प्रयोजनों के लिए भी प्रभावी है, बस एक तटस्थ गैस के साथ एक समाधान मिटाना हमेशा सबसे पर्याप्त तरीका नहीं है, मात्रा का पता लगाने में ऑक्सीजन को हटाने के रूप में लगभग असंभव है इस विधि द्वारा । इसके अलावा, गंभीर विलायक नुकसान अपनी अस्थिरता है, जो अध्ययन के तहत नमूने की एकाग्रता में परिवर्तन करने के लिए नेतृत्व कर सकते है के कारण हो सकता है । हालांकि, इस समाधान में इस्तेमाल विलायक के साथ गैस की एक संतृप्ति से रोका जा सकता है ।

यहां वर्णित तकनीक एक अलग सिद्धांत पर आधारित है । यह एक ंयूनतम करने के लिए विलायक नुकसान को कम करने की अनुमति देता है और ऑक्सीजन हटाने के दोहराने के स्तर प्रदान करता है । तकनीक विशेष की आवश्यकता है, आमतौर पर घर बनाया degassing cuvettes luminescence संकेत के अधिग्रहण के लिए एक क्वार्ट्ज सेल शामिल-प्रतिदीप्ति या phosphorescence-और ठंड के लिए एक गोलाकार आकार के साथ एक छोटा सा गिलास कुप्पी/ Degassing दोहरा ठंड के तहत किया जाता है/ ऑक्सीजन निष्कर्षण एक निर्वात में किया जाता है, कुप्पी के डिब्बे में नमूने के साथ, और जबकि नमूना जम जाता है, कमरे के तापमान पर नमूना equilibrate दे, वैक्यूम वाल्व के साथ बंद के बाद, इस अवधि के दौरान, समाधान पिघलने होता है, और ऑक्सीजन तरल चरण में भंग जारी है । यह cuvette ही, एक नियमित रूप से रोटरी वैक्यूम पंप, और ठंडा करने के लिए एक तरल नाइट्रोजन स्रोत का उपयोग करने की आवश्यकता है । विधि सॉल्वैंट्स की एक किस्म के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, अधिमानतः ऐसे टोल्यूनि, इथेनॉल, methylcyclohexane, 2-methyltetrahydrofuran के रूप में एक कम पिघल बिंदु के उन । Degassing इस तकनीक का उपयोग कर समाधान, तेज, कुशल और विश्वसनीय है ।

चित्रा 1 एक योजना के साथ पता चलता है कि कैसे TADF और कार्बनिक अणुओं में RTP luminescence उत्पंन होता है । प्रॉंप्ट प्रतिदीप्ति, विलंबित प्रतिदीप्ति, और phosphorescence सभी समान माप सेटअप के साथ रिकॉर्ड किए जा सकते हैं । इस तकनीक के साथ, न केवल luminescence क्षय लेकिन यह भी समय का समाधान उत्सर्जन स्पेक्ट्रा दर्ज किया जा सकता है । यह आणविक प्रणाली के लक्षण वर्णन और RTP और TADF उत्सर्जक की सतही पहचान को सक्षम बनाता है । के रूप में चित्रा 3 से पता चलता है, एक TADF उत्सर्जक आम तौर पर पूरे क्षय पर एक ही उत्सर्जन स्पेक्ट्रम दिखाएगा, जबकि एक RTP उत्सर्जक एक छोटे से पता चलता है प्रतिदीप्ति और एक लंबे समय तक रहने वाले phosphorescence कि उत्सर्जन स्पेक्ट्रा में अलग ।

Protocol

नोट: इन निर्देशों के लिए एक एकल समय-हल, लंबे समय से रहता है luminescence माप ऑक्सीजन मुक्त स्थितियों में कमरे के तापमान पर और नमूना degassing की प्रक्रिया सहित प्रदर्शन करने के लिए कर रहे हैं । पाठ या तो ठोस या तरल नमूनों के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन करता है और, क्योंकि अधिकांश चरण दोनों मामलों में समान हैं, प्रोटोकॉल के चरण जो केवल दो प्रकारों में से एक पर लागू होते हैं, "फिल्म" या "समाधान" के रूप में इंगित किए जाते हैं. प्रोटोकॉल में उपयोग किए गए नमूने और फ़िल्में किसी भी प्रकार की हो सकती हैं; इसलिए, नमूना तैयारी और/या सामग्री अप्रासंगिक है और खुलासा नहीं कर रहे हैं ।

चेतावनी: कार्बनिक सॉल्वैंट्स के हैंडलिंग एक जोखिम प्रस्तुत करता है । सामग्री सुरक्षा डेटा शीट (MSDS) का उपयोग करने से पहले उनसे परामर्श लें । सॉल्वैंट्स के साथ सभी आपरेशनों एक काम कर धुएं अलमारी के नीचे प्रदर्शन किया जाना चाहिए । तरल नाइट्रोजन एक जोखिम प्रस्तुत करता है, तो यह महत्वपूर्ण है उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) जब यह हैंडलिंग, जो चेहरे और हाथ संरक्षण (मुखौटा, दस्ताने) भी शामिल है का उपयोग करें । वाष्पीकरण पर, तरल नाइट्रोजन की मात्रा में ६०० गुना वृद्धि होती है; इसलिए, कभी नहीं एक पूरी तरह से बंद कंटेनर में तरल नाइट्रोजन संभाल । इसके बजाय, उचित देवर कुप्पी का उपयोग करें । विविधता के जोखिम के कारण, वैक्यूम के तहत काँच के उपकरणों के साथ काम करते समय आँख/ सबसे खुशबूदार अणुओं, और विशेष रूप से उन नए संश्लेषित, एक ज्ञात या अज्ञात स्वास्थ्य जोखिम वर्तमान । सामग्री के साथ संपर्क से बचने के लिए मानक प्रयोगशाला पीपीई और प्रक्रियाओं का उपयोग करें । एक वर्ग 4 लेजर प्रोटोकॉल में प्रयोग किया जाता है । पराबैंगनीकिरण के साथ काम करना खतरनाक है और एक उपयुक्त प्रशिक्षण की आवश्यकता है । लेजर उत्सर्जन के वर्णक्रमीय क्षेत्र को कवर सुरक्षात्मक उपकरण (यानी, चश्मे) हर समय पहना जाना चाहिए ।

1. नमूनों को Degassing

  1. Degassing एक समाधान
    1. लगभग 10 के एक समाधान के 4 मिलीलीटर तैयार (यानी, एक स्फुरदीप्त धातु जटिल या TADF उत्सर्जक) एक चुना विलायक (यानी, टोल्यूनि, methylcyclohexane, इथेनॉल, आदि) में एक दिया luminescent यौगिक के5 मीटर ।
      नोट: इस प्रोटोकॉल के प्रयोजन के लिए, हम 3, 11-di (10H-phenothiazin-10-yl) dibenzo [a,j] phenazine एक विलायक के रूप में methylcyclohexane में भंग एक उत्सर्जक के रूप में उपयोग करें ।
    2. degassing cuvette में घोल (4 मिलीलीटर) डालो और वाल्व बंद करो ।
    3. एक मानक spectrofluorometer का उपयोग कर हवा संतृप्त समाधान के photoluminescence स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड । समय-समाधान प्रयोग के रूप में एक ही उत्तेजना तरंग दैर्ध्य का प्रयोग करें ।
      नोट: यहां, ३५५ एनएम प्रयोग किया जाता है ।
      नोट: ३६५ एनएम से ८०० एनएम के तरंग दैर्ध्य रेंज में photoluminescence स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड । सुनिश्चित करें कि प्रतिदीप्ति पहले एक सामांय प्रतिदीप्ति cuvette में दर्ज किया गया था ।
    4. degassing cuvette के प्रवेश गर्दन को वैक्यूम पंप से कनेक्ट करें ।
    5. cuvette के प्रवेश गर्दन पकड़ो, और धीरे-cuvette तरल नाइट्रोजन में डाल दिया । इसे कभी-कभार हिलाएं, जबकि cuvette में लिक्विड नाइट्रोजन होता है । यह सुनिश्चित करने के लिए पूरे समाधान जमे हुए, cuvette की जांच करने के लिए गोल कुप्पी हिला ।
    6. वैक्यूम पंप पर मुड़ें और प्रवेश वाल्व खोलो । समाधान जमे हुए के साथ, पर वैक्यूम रखने के लिए 10 min. बंद प्रवेश वाल्व और बंद वैक्यूम पंप ।
    7. धीरे cuvette को isopropanol में लगाएं । जब तक विलायक पिघला है cuvette हिला । यदि degassing सफल रहा है, हवा समाधान के बाहर आ रहा है पहले चक्र पर देखा जाना चाहिए, बुलबुले के रूप में ।
      नोट: विलायक नुकसान मुख्य रूप से समाधान के साथ गीला cuvette की भीतरी दीवारों की वजह से पहली ठंड में या ठंड चक्र, में होता है । ठंड के लिए इस्तेमाल किया कुप्पी के बाहर कोई समाधान यह अभी भी कमरे के तापमान पर होने के कारण एक दृश्य अस्थिरता से पता चलता है । यदि degassing एक degassed-टू-एयर-संतृप्त कारक रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है, तो सबसे अच्छा अभ्यास है कि पहले degassed से प्राप्त एक हवा संतृप्त समाधान के साथ degassing के बाद समाधान की photoluminescence तीव्रता की तुलना करने के लिए है । प्रवेश वाल्व खोलने और कुछ ही मिनटों के लिए समाधान सरगर्मी एक हवा संतृप्त समाधान फिर से दे देंगे ।
    8. दोहराएँ कदम 1.1.5-1.1.7 कुल मिलाकर 3-5x, विलायक इस्तेमाल के आधार पर.
    9. एक पानी के स्नान का उपयोग कर कमरे के तापमान के लिए cuvette में समाधान गर्म या equilibrate करने के लिए तापमान के लिए प्रतीक्षा करें ।
    10. चरण 1.1.3 में के रूप में degassed समाधान के photoluminescence स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड ।
      नोट: यह चरण है एक सफल degassing सुनिश्चित करने के लिए और सत्यापित करने के लिए यदि कोई परिवर्तन करने के लिए photoluminescence degassing पर मनाया जाता है । degassed-से-हवा-संतृप्त कारक रिकॉर्ड किया गया है, तो चरण 1.1.7 के बाद नोट करने के लिए कृपया देखें ।
  2. Degassing एक ठोस फिल्म
    1. नमूना धारक में एक आकार-फिटिंग सब्सट्रेट पर पूर्व तैयार फिल्म प्लेस और यह कसकर पेंच । एक ठेठ नमूना एक मैगनीज बहुलक फिल्म है [यानी, पाली (मिथाइल methacrylate), cyclo olefin बहुलक) < ०.५ mm मोटी, 12 x 1 मिमी के एक क्वार्ट्ज डिस्क सब्सट्रेट पर जमा ।
      नोट: इस प्रोटोकॉल के प्रयोजन के लिए, 3, 11-di की एक फिल्म (10एच-phenothiazin-10-yl) dibenzo [a,j] phenazine (1% w/w) मैगनीज में cyclo olefin बहुलक का उपयोग किया जाता है । दिया डिस्क सब्सट्रेट पर इस तरह के एक नमूना तैयार करने के लिए, का उपयोग करें 10 टोल्यूनि में एक बहुलक समाधान की मिलीग्राम (१०० मिलीग्राम/एमएल) और उंहें टोल्यूनि समाधान में एक luminescent यौगिक के ०.१ मिलीग्राम के साथ मिश्रण (1 मिलीग्राम/एमएल) । सूखी फिल्म ९० डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए नमूना या, समय की एक ही राशि के लिए, यह एक रोटरी पंप वैक्यूम के तहत जगह (10-3 -10-2 mbar) कमरे के तापमान पर ।
    2. एक वैक्यूम कफन के साथ धारक को कवर, अपनी विण्डोज़ को सुनिश्चित करने लेजर बीम और collimating लेंस का सामना कर रहे हैं । वेंट वाल्व बंद करने और किसी न किसी वैक्यूम पंप पर बारी से कफन ताला ।
    3. एक बार नमूना अंतरिक्ष में दबाव 10-1 mbar तक पहुंचता है, turbomolecular पंप पर बारी । 30 मिनट के लिए 1 घंटे रुको आदेश में नमूना अच्छी तरह से degas करने के लिए ।
      नोट: degassing समय उपयोग किए गए नमूने पर निर्भर करता है । मोटी बहुलक नमूने degas करने के लिए अधिक समय लग सकता है । आदेश में जो नमूना degassed है शर्तों को खोजने के लिए, हम समय यह नमूना degas जब एक स्थिर राज्य प्रयोग (fluorometer के साथ) करने के लिए लेता है ध्यान देने योग्य सुझाव । समय के साथ उत्सर्जन तीव्रता की निगरानी के लिए शुरू से पल जहां तीव्रता में कोई और अधिक परिवर्तन मनाया जाता है पूरी तरह से नमूना degas करने के लिए आवश्यक समय के एक उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।

2. उपकरण पर टर्निंग और प्रयोग की स्थापना

  1. लेजर पर टर्निंग
    1. लेजर प्रणाली को चालू करें ।
    2. उत्पादन पंप शक्ति को समायोजित करें और गर्म और बीम को स्थिर करने के बारे में 30 मिनट तक प्रतीक्षा करें ।
    3. एक बिजली मीटर का उपयोग, लेजर प्रवाह को मापने । पढ़ना लगभग १०० µJ प्रति पल्स (अधिकतम पल्स ऊर्जा) होना चाहिए. लेजर पल्स ऊर्जा को समायोजित करें यदि आवश्यक हो और एक तटस्थ घनत्व फिल्टर का उपयोग करने के लिए निर्दिष्ट स्तर पर उत्तेजना पल्स ऊर्जा को समायोजित, यदि आवश्यक हो ।
      नोट: उपयोगकर्ता की सुरक्षा के लिए और नमूना क्षति से बचने के लिए, लेजर पल्स ऊर्जा एक ठेठ प्रयोग में पल्स प्रति १०० µJ से अधिक नहीं होना चाहिए । यदि नमूने की photoluminescence बहुत उज्ज्वल है, लेजर शक्ति कम किया जा सकता है तो डिटेक्टर संतृप्त नहीं है ।
  2. उपकरण की स्थापना
    1. मापने प्रणाली को चालू करें ।
      नोट: मापने प्रणाली एक लेजर शामिल (ऊपर वर्णित), एक आईसीसीडी कैमरा, एक spectrograph, और एक कंप्यूटर, और इन पर प्रोटोकॉल के इस कदम पर दिया जाना चाहिए ।
    2. 4 कल्पना सॉफ्टवेयर और स्पेक्ट्रोमीटर नियंत्रण कार्यक्रम पर बारी । माप पैरामीटर सेट करें (यानी, spectrograph भट्ठा चौड़ाई, तरंग दैर्ध्य रेंज, और संग्रहीत स्कैन की संख्या).
    3. कैमरा का नियंत्रण सेटअप तक पहुंचने के लिए, विंडो चुनें । कैमराहै । सुनिश्चित करें कि कैमरा इस समय से चालू है । सॉफ्टवेयर अब कैमरे के साथ जोड़ता है । विलंब और एकीकरण समय शून्य-समय पैरामीटर के लिए सेट करें: ९८१ के एन एस देरी और 10 के एकीकरण समय एनएस. यदि माप सेट-अप संरेखित है, तो यह सत्यापित करने के लिए इन पैरामीटर्स का उपयोग किया जा सकता है । के लिए एक ट्रिगर सेट – Trig । फिर, यह भेजें बटन के साथ कैमरे के लिए पैरामीटर भेजें ।
      1. स्कैन अनुक्रम सेट करें । प्रति exp स्कैनकरता है । १०० करने के लिए, जो इंगित करता है १०० फ्रेम (लेजर के १०० दालों का उपयोग किया जाता है) में देरी और गेट समय दिया पर एक स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए । विंडो का उपयोग करना | कैमरा नियंत्रण, एमसीपी लाभ वोल्टेज सेट करने के लिए ८५० V. दिए गए मापदंडों के साथ, तरंग दैर्ध्य सीमा का इस्तेमाल लगभग ४००-७०० एनएम है (वर्तमान अंशांकन पर निर्भर करता है) ।
    4. monochromator प्रारंभ और भट्ठा और monochromator स्थिति/वर्णक्रमीय रेंज और नमूनों के उत्सर्जन की तीव्रता के लिए उपयुक्त कद्दूकस करना ।
      1. स्पेक्ट्रोमीटर स्थिति सेट करने के लिए ६५०, बुर्ज 1 करने के लिए, और 1 के लिए अक्षीय प्रवेश द्वार । enter दबाएँ और फिर चलाएँक्लिक करें. सुनिश्चित करें कि स्पेक्ट्रोमीटर चल रहा है, जो इंगित करता है कि आदेश सफलतापूर्वक भेजा गया है ।
    5. चयनित तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए प्रणाली जांचना । यह एक पूर्व तैयार अंशांकन फ़ाइल का उपयोग किया जाता है । फ़ाइल क्लिक करें । अंशांकन वक्र लोड और 4 कल्पना कार्यक्रम पर उचित अंशांकन फ़ाइल का चयन करें । एक बार फ़ाइल लोड है, अंशांकन किया जाता है ।
      नोट: स्पेक्ट्रोमीटर स्थिति ६५० के लिए अंशांकन फ़ाइल का उपयोग करें ।
      1. देरी के सेट तैयार समय और इसी एकीकरण बार है कि स्पेक्ट्रा माप के दौरान इकट्ठा करने के लिए उपयोग किया जाएगा ।
      2. शूंय समय याद है, के रूप में सभी देरी सॉफ्टवेयर में सेट बार शूंय समय और वास्तविक देरी समय का एक योग होगा । विलंब के लिए समय 0, 10,..., और ९० ns, एक 10 ns एकीकरण समय का उपयोग करें । विलंब समय के लिए १००, २००,..., और ९०० ns, एक १०० ns एकीकरण समय का उपयोग करें । देरी बार के लिए 1, 2,..., और 9 µs, एक 1 µs एकीकरण समय का उपयोग करें, और अंत में, 10, 20, देरी समय के लिए... ९० µs, एक 10 µs एकीकरण समय का उपयोग करें । इस लेजर पल्स द्वारा तय की १०० ms समय विंडो तक विस्तारित किया जा सकता है, लेकिन इस क्षेत्र प्रोटोकॉल में इस्तेमाल नहीं किया जाएगा.
  3. नमूना रखने
    1. एक समाधान रखने
      1. नमूना क्षेत्र में एक cuvette धारक फिट या तापमान नियंत्रण की आवश्यकता है, तो एक cryostat में cuvette फिट ।
        नोट: तापमान पर निर्भर अध्ययन के लिए इस्तेमाल एक degassing cuvette के उपयोग के रूप में १.१ कदम में बताया degassing cuvettes के उपयोग के समान है, लेकिन आयामों के साथ cryostat फिट करने के लिए समायोजित ।
      2. धारक में degassing cuvette प्लेस और यह एक प्रयोगशाला स्टैंड का उपयोग कर सुरक्षित ।
      3. सुनिश्चित करें, photoluminescence की सावधान अवलोकन द्वारा, कि लेजर बीम cuvette हिट ।
      4. किसी भी कमरे प्रकाश डिटेक्टर द्वारा दर्ज किया जा रहा से बचने के लिए और लेजर कैटरिंग के जोखिम को कम करने के लिए नमूना इकाई को कवर.
    2. एक फिल्म रखने
      1. नमूना क्षेत्र में एक cryostat प्लेस । चरण १.२ में के रूप में जारी रखें ।
      2. सुनिश्चित करें, photoluminescence की सावधान अवलोकन द्वारा, कि लेजर बीम नमूना हिट । यदि आवश्यक हो, तो बीम पथ या cryostat स्थिति समायोजित करें ।
      3. कवर नमूना इकाई किसी भी कमरे प्रकाश डिटेक्टर द्वारा दर्ज किया जा रहा से बचने के लिए और लेजर कैटरिंग को कम करने के लिए ।
  4. नमूना और लेजर बीम पथ संरेखित
    1. एक शटर के साथ लेजर बीम पथ को कवर और एक एकल पृष्ठभूमि (Ctrl + डी) चलाते हैं ।
    2. बीम पथ को उजागर और स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड (Ctrl + R).
    3. (केवल फिल्म) उत्सर्जन कैमरा छवि के ऊर्ध्वाधर आयाम के बीच में होना चाहिए । यदि नहीं, तो ऊर्ध्वाधर दिशा में लेजर बीम स्थिति/
    4. (केवल फिल्म) दोहराएं कदम 2.4.2 और 2.4.3 जब तक उत्सर्जन समायोजित है ।
    5. यदि स्पेक्ट्रम छवि के क्षैतिज आयाम में फिट नहीं होता है, monochromator स्थिति तदनुसार समायोजित करें । नई monochromator स्थिति के लिए एक उपयुक्त अंशांकन वक्र का उपयोग करें ।
      नोट: अंशांकन एक व्यापक उत्सर्जन रेंज (तेज चोटियों के रूप में) यूवी से NIR के साथ एक मानक पारा-एआर अंशांकन लैंप के उपयोग द्वारा किया जाता है । दीपक के स्पेक्ट्रम एक निर्दिष्ट monochromator स्थिति में दर्ज की गई है और, कैमरा सॉफ्टवेयर का उपयोग कर, पिक्सेल स्थिति तरंग दैर्ध्य में अनुवाद किया है, अंशांकन लैंप पीक पदों के रूप में जाना जाता है ।
    6. अपनी अधिकतम पर उत्सर्जन तीव्रता 106से कम है, तो एमसीपी लाभ वोल्टेज में वृद्धि या monochromator भट्ठा व्यापक. डिटेक्टर की संतृप्ति स्पेक्ट्रम maxima के एक विकृति या छवि में कलाकृतियों की उपस्थिति के रूप में मनाया जाता है । यदि यह मनाया जाता है, लेजर शक्ति को कम, एमसीपी लाभ वोल्टेज, या monochromator भट्ठा ।
      नोट: डिटेक्टर संतृप्त किया जाना चाहिए, के रूप में यह एमसीपी को नुकसान पहुंचा सकता है । संकेत तीव्रता भी लेजर बीम स्थान के आकार का समायोजन करके विनियमित किया जा सकता है । लेजर बीम तीव्रता भी एक तटस्थ घनत्व फिल्टर का उपयोग करके कम किया जा सकता है ।
    7. जब अनुकूलित, सिस्टम का उपयोग करने के लिए तैयार है ।
  5. प्रयोग सेट अप करना
    1. एक शटर का उपयोग कर लेजर पथ को कवर ।
    2. Ctrl + D शॉर्टकट का उपयोग कर पृष्ठभूमि उत्सर्जन को मापने ।
    3. स्वत: माप स्क्रिप्ट खोलें और पाठ बॉक्स में experiment फ़ाइल का नाम इनपुट करें । enter दबाएँ और प्रयोग फ़ाइल की प्रारंभिक पंक्ति इनपुट करें . फिर से enter दबाएँ और प्रयोग फ़ाइल की अंतिम पंक्ति इनपुट करें . उसके बाद, स्क्रिप्ट को चलाने के लिए अंत में enter दबाएँ । स्वचालित स्क्रिप्ट फ़ाइल में दिए गए विभिंन विलंब समय के सेट पर उत्सर्जन की माप की अनुमति देता है ।
    4. एक बार समाप्त होने पर, एक स्पेक्ट्रम और स्केल चुनें । फ़ाइल पर क्लिक करके स्पेक्ट्रा को फ़ाइल में निर्यात करें | निर्यात । वक्र (s) पाठ के रूप में , और तब कोई नाम और निर्देशिका चुनें । परिणाम अब उपयुक्त सॉफ्टवेयर द्वारा संसाधित किया जा करने के लिए तैयार हैं ।

3. प्रयोग फिनिशिंग

  1. जब सभी योजनाबद्ध प्रयोग समाप्त कर दिए गए हों, तो उपकरण बंद कर दें, विपरीत क्रम में आगे बढ़ने के रूप में इसे चालू किया गया था ।
  2. (केवल फिल्म) cryostat से नमूना निकालें ।
    1. निकालो वाल्व खोलो, दबाना जारी है, और निर्वात कफन हटा दें ।
    2. नमूना धारक से नमूना निकालें ।
    3. जगह निर्वात cryostat को वापस कफन ।
  3. (केवल समाधान) होल्डर से degassing cuvette को निकाल कर साफ कर लें ।
    चेतावनी: संस्थान के अपशिष्ट प्रबंधन नियमों के अनुसार सॉल्वैंट्स का निपटान । नाइट्रिक एसिड संक्षारक है । इसका उपयोग करते समय ध्यान रखें । पीपीई का उपयोग करें । केवल एक काम कर धुएं अलमारी के नीचे संचालित ।
    नोट: सामांय सफाई की प्रक्रिया cuvette प्रकार और प्रवेश वाल्व इस्तेमाल के लिए विशिष्ट है । कुछ वाल्व नहीं हटाया जाना चाहिए; इस प्रकार, सफाई वाल्व को हटाने के बिना प्रदर्शन किया जाना चाहिए ।
    1. प्रवेश वाल्व खोलो और समाधान के निपटान ।
    2. एसीटोन के साथ cuvette कुल्ला, देखभाल करने के लिए सभी भीतरी दीवारों धो ले । दोहराएं 3x कुल्ला ।
    3. यदि cuvette की सफाई के संदेह में, यह पानी से धो और फिर इसे ध्यान केंद्रित नाइट्रिक एसिड (िनॉ3) के साथ भरें और इसे रात भर छोड़ दें । फिर उसे पानी से धोकर अच्छी तरह सुखा लें ।

Representative Results

टोल्यूनि में एक प्लैटिनम आधारित फास्फोरस समाधान के Photoluminescence स्पेक्ट्रा से पहले और degassing (चित्रा 2) के बाद दर्ज किए गए थे । हवा संतृप्त समाधान लगभग गैर छोड़नेवाला है, जबकि degassed समाधान एक उज्ज्वल photoluminescence से पता चलता है । चित्रा 3 टोल्यूनि समाधान में एक TADF उत्सर्जक (चित्रा 3) और समय-हल स्पेक्ट्रा एक phosphorescence ८० K पर दर्ज की स्पेक्ट्रम के साथ एक ही प्रयोग (चित्रा 3बी) में दर्ज की एक क्षय प्रोफ़ाइल से पता चलता है, साथ ही एक एक ठोस बहुलक मेजबान में एक कमरे के तापमान स्फुरदीप्त अणु की क्षय प्रोफ़ाइल (चित्रा 3सी) और समय के हल स्पेक्ट्रा कि एक ही प्रयोग में दर्ज (चित्रा 3डी) एक phosphorescence ८० K पर दर्ज स्पेक्ट्रम के साथ ।

चित्रा 3 दो अलग अणुओं के विभिन्न नमूना फार्म (समाधान और ठोस फिल्म) में दर्ज डेटा के दो सेट प्रस्तुत करता है. चित्रा 3एकमें, दो समय शासनों प्रतिष्ठित किया जा सकता है: नीचे ~ १०० एनएस, शीघ्र प्रतिदीप्ति क्षय मनाया जाता है, जबकि बाद के समय में, यह देरी प्रतिदीप्ति क्षय है कि मनाया जाता है । के रूप में चित्रा 3बीमें देखा, स्पेक्ट्रा शीघ्र और देरी प्रतिदीप्ति के साथ जुड़े लगभग एक दूसरे के साथ ओवरलैप, के रूप में की उंमीद है, क्योंकि यह उत्सर्जन एक ही इलेक्ट्रॉनिक राज्य से उत्पंन होता है । कम तापमान पर दर्ज किया गया Phosphorescence तुलना के लिए दिखाया गया है । TADF उत्सर्जक आमतौर पर एक छोटे स्वेटर-triplet ऊर्जा अंतर है; इसलिए, phosphorescence स्पेक्ट्रम प्रतिदीप्ति के बहुत करीब हो सकता है । चित्रा 3 सी एक कमरे के तापमान स्फुरदीप्त कार्बनिक अणु के क्षय से पता चलता है । क्षय समान दिख सकता है, लेकिन स्पेक्ट्रा की तुलना (चित्रा 3डी) की पुष्टि करता है कि विलंबित उत्सर्जन प्रतिदीप्ति नहीं है, लेकिन phosphorescence. कम और लंबे समय तक सरकारों के बीच अंकों की कमी ठेठ अगर लंबी उत्सर्जन रहता है एक विशेष रूप से लंबे जीवनकाल (यानी, > 10 ms) है । कारण यह है कि, इस समय शासन में, शीघ्र प्रतिदीप्ति पहले से ही बहुत कमजोर है के रूप में यह पहले से ही खोखली है, लेकिन लंबे समय से उत्सर्जन, जब एकीकृत अपने radiating जीवन एकीकरण समय से काफी कम समय का उपयोग कर, अभी भी नहीं है काफी मजबूत पता लगाया जा सकता है । Phosphorescence स्पेक्ट्रा कमरे में दर्ज की गई और कम तापमान काफी अलग अणु के रूप में rigidochromism से पता चलता है ।

यह ध्यान देने लायक है कि प्रयोग न केवल 9 दशकों तक के साथ उत्सर्जन स्पेक्ट्रा और तीव्रता की रिकॉर्डिंग को सक्षम बनाता है, लेकिन यह भी 8-9 दशकों की तीव्रता । स्पेक्ट्रा चिकनी और अच्छी गुणवत्ता के हैं ।

Figure 1
चित्रा 1 : triplet-कटाई अणुओं के बीच मतभेद दिखा योजना: विलंबित फ्लोरोसेंट (TADF) और स्फुरदीप्त (RTP) । यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल (यदि तापमान पर निर्भर माप द्वारा विस्तारित) इन अणुओं की जांच और उनके प्रमुख गुण रिकॉर्ड किया जा सकता है । नोट: कुछ RTP अणुओं में, शीघ्र प्रतिदीप्ति नहीं देखा जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2 : Photoluminescence स्पेक्ट्रा एक समाधान degassing के बाद Photoluminescence तीव्रता की वृद्धि दिखा. यह आंकड़ा degassing के प्रभाव से पता चलता है कि इस काम में प्रस्तुत प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए प्लैटिनम आधारित स्फुरदीप्त metalocomplex का एक टोल्यूनि समाधान है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3 : प्रतिनिधि परिणाम । () इस पैनल टोल्यूनि में एक TADF उत्सर्जक के luminescence क्षय क्षण से पता चलता है । () इस पैनल के प्रतिनिधि स्पेक्ट्रा एक ही प्रयोग में दर्ज से पता चलता है के रूप में एकपैनल में दिखाया गया है, phosphorescence ८० K. पर दर्ज स्पेक्ट्रम के साथ () इस पैनल cyclo में एक RTP अणु के luminescence क्षय क्षणिक दिखाता है olefin बहुलक । () इस पैनल के एक ही प्रयोग में दर्ज स्पेक्ट्रा दिखाता है के रूप में पैनल सीमें दिखाया गया है, एक कम तापमान phosphorescence स्पेक्ट्रम के साथ । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 : माप प्रणाली की योजनाबद्ध । एन डी: YAG लेजर ३५५ एनएम पर तीसरी harmonics का उत्पादन किया । लेजर प्रकाश नमूना है, जो प्रकाश का हिस्सा अवशोषित और photoluminescence उत्सर्जित शीघ्र ही बाद मारा । photoluminescence तो collimated और एक spectrograph जहां यह refracted था पर ध्यान केंद्रित किया गया था । प्रकाश तो आईसीसीडी कैमरा है, जो समय डोमेन में स्पेक्ट्रा रिकॉर्डिंग सक्षम द्वारा दर्ज किया गया था । ठोस और तरल नमूनों की कॉंफ़िगरेशन नोट करें । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5 : कमरे में इस्तेमाल एक degassing cuvette की तस्वीर-तापमान माप । cuvette क्वार्ट्ज प्रतिदीप्ति कोशिका, एक गिलास ठंड कुप्पी, और एक वाल्व के होते हैं । सभी तत्वों कांच ट्यूबों के साथ जुड़े रहे हैं । ध्यान दें कि cuvette एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आइटम नहीं है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । 

Figure 6
चित्रा 6 : एक नियमित degassing cuvette और कम तापमान प्रयोगों के लिए इस्तेमाल एक cuvette की तुलना. कम तापमान माप के लिए cuvette बहुत नियमित रूप से एक के समान है । हालांकि, यह तरल नाइट्रोजन cryostat के आयामों फिट करने के लिए एक लंबे ग्लास ट्यूब के साथ फिट है, और क्वार्ट्ज प्रतिदीप्ति कोशिका क्वार्ट्ज के एक टुकड़े से बना है; इसलिए, यह तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । 

Discussion

Degassing एक समाधान इस पद्धति में सबसे महत्वपूर्ण बिंदुओं में से एक है । प्लास्टिक प्रवेश वाल्व आसानी से पहना हो और प्रणाली hermetic जा रहा है बंद हो जाता है । यदि संदेह में, यह एक स्थापित degassing कारक के साथ एक ज्ञात सामग्री के साथ cuvette की जांच करने की सलाह दी है । cuvettes भी नाजुक हैं; इसलिए सावधानी के साथ degassing का प्रदर्शन करना चाहिए ।

के रूप में प्रणाली आम तौर पर एक स्पंदित एन डी: YAG लेजर, लेजर इकाई के एक उचित रखरखाव नियमित रूप से किया जाना चाहिए की आवश्यकता है । पंपिंग flashlamp नियमित रूप से प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए, और यह केवल एक योग्य तकनीशियन या किसी अन्य अनुभवी व्यक्ति द्वारा किया जाना चाहिए ।

के रूप में लेजर 30 मिनट की आवश्यकता है वार्मिंग के लिए, यह एक अच्छा अभ्यास के लिए लेजर degassing नमूना से पहले चालू है । एक बार नमूना degassed है, लेजर माप लेने के लिए तैयार होना चाहिए । हालांकि, एक फिल्म के लिए degassing समय इस उपकरण का उपयोग कर निर्धारित करने के लिए मुश्किल है । इसलिए, यह एक पारंपरिक fluorometer के साथ एक स्थिर राज्य प्रयोग करने के लायक है degassing समय का अनुमान (नीचे पंप पर photoluminescence तीव्रता का एक स्थिरीकरण) ।

कम रहने वाले उत्सर्जक के लिए (यानी, उन जिसका प्रतिदीप्ति कुछ नैनोसेकंड के भीतर क्षय), वहां केवल कुछ स्पेक्ट्रा दर्ज किया जाएगा, के रूप में उत्सर्जन क्षय समय की एक छोटी अवधि के लिए रहता है । इस मामले में, TCSPC या एक लकीर कैमरा बहुत बेहतर प्रदर्शन करेंगे । दूसरी ओर, लंबे समय से रहते थे उत्सर्जक समस्याग्रस्त किया जा सकता है अगर उत्सर्जन से अधिक १०० एमएस के लिए रहता है (यानी, phosphorescence) । प्रभावी समय विंडो को विस्तृत करने के लिए, एक नाइट्रोजन लेज़र इन मामलों में उपयोग किया जाता है । यह 1 हर्ट्ज के लिए लेजर की पुनरावृत्ति दर को कम करने और 1 एस के लिए समय विंडो का विस्तार करने की अनुमति देता है.

यहां दिखाए गए प्रोटोकॉल केवल अनुकरणीय है और एक नए और अनुभवहीन उपयोगकर्ता के लिए समर्पित है । एक अनुभवी ऑपरेटर विभिंन विभिंन तरीकों से प्रोटोकॉल को संशोधित कर सकता है । वहां एक और प्रणाली को विकसित करने के लिए लाल रंग में है कैमरा संवेदनशीलता का विस्तार करने की क्षमता है और (NIR) photocathode की जगह, के रूप में परिचयमें उल्लेख किया ।

इस प्रयोग के मामले में डेटा विश्लेषण एक समय लेने वाला काम है, के रूप में प्रत्येक प्रयोग सीएदेता है । १०० स्पेक्ट्रा । स्पेक्ट्रा luminescence क्षय पुनर्निर्माण करने के लिए एकीकरण के समय से विभाजित किया जा करने के लिए है, और अक्सर भी सामान्यीकृत विभिन्न देरी समय पर स्पेक्ट्रा की एक विश्लेषण की सुविधा के लिए (अधिकतम, मानकीकृत, या क्षेत्र-सामान्यीकृत द्वारा विभाजित). विश्लेषण के दौरान, स्पेक्ट्रा में अंतर (यानी, क्रमिक लाल या नीला बदलाव) के लिए देखा जा रहा है । यदि माप तापमान के समारोह में किया जाता है, तो स्पेक्ट्रा देरी प्रतिदीप्ति या phosphorescence, या दोनों, तापमान या समय की देरी के आधार पर इस्तेमाल की उपस्थिति दिखा सकते हैं । परिवर्तनीय क्षय समय देरी के खिलाफ एकीकृत luminescence स्पेक्ट्रा की साजिश रचने के द्वारा प्राप्त कर रहे हैं, उनके संबंधित एकीकरण समय से प्रत्येक स्पेक्ट्रम विभाजित करने के बाद. photoluminescence क्षणिक क्षय प्राप्त की है और शीघ्र और देरी प्रतिदीप्ति या phosphorescence के radiating जीवनकाल की गणना करने के क्रम में फिट किया जा सकता है ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इन परिणामों के लिए अग्रणी अनुसंधान यूरोपीय संघ के क्षितिज से धन प्राप्त किया है २०२० अनुसंधान और मैरी Skłodowska के तहत नवाचार कार्यक्रम-क्यूरी अनुदान समझौते No. ६७४९९० (EXCILIGHT), और से EPSRC, EP/L02621X/1 ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Degassing cuvette Not commercial product
Nd:YAG laser EKSPLA EKSPLA NL204-0.5K-TH
Gated iCCD camera Stanford Computer Optics 4Quick Edig
Spectrograph Horiba Instruments inc. TRIAX180
Liquid nitrogen cryostat Janis Research
Helium closed cycle cryostat Cryomech
Fluorolog fluorometer Jobin Yvon
Liquid nitrogen Technical
Cyclo olefin polymer Zeon Zeonex 480
Toluene ROMIL H771 Toluene SpS

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Uoyama, H., Goushi, K., Shizu, K., Nomura, H., Adachi, C. Highly efficient organic light-emitting diodes from delayed fluorescence. Nature. 492, (7428), 234-238 (2012).
  2. Dias, F. B., Penfold, T. J., Monkman, A. P. Photophysics of thermally activated delayed fluorescence molecules. Methods and Application in Fluorescence. 5, 012001 (2017).
  3. Dias, F. B., et al. Triplet Harvesting with 100% Efficiency by Way of Thermally Activated Delayed Fluorescence in Charge Transfer OLED Emitters. Advanced Materials. 25, 3707-3714 (2013).
  4. Endo, A., et al. Efficient up-conversion of triplet excitons into a singlet state and its application for organic light emitting diodes. Applied Physics Letters. 98, 083302 (2011).
  5. Kaji, H., et al. Purely organic electroluminescent material realizing 100% conversion from electricity to light. Nature Communications. 6, 1-8 (2015).
  6. Data, P., et al. Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Compounds as Green-to-Red/NIR Thermally Activated Delayed Fluorescence Organic Light Emitters. Angewandte Chemie International Edition. 55, (19), 5739-5744 (2016).
  7. Santos, P. L., et al. Engineering the singlet-triplet energy splitting in a TADF molecule. Journal of Materials Chemistry C. 4, (17), 3815-3824 (2016).
  8. Jankus, V., et al. Highly Efficient TADF OLEDs: How the Emitter-Host Interaction Controls Both the Excited State Species and Electrical Properties of the Devices to Achieve Near 100% Triplet Harvesting and High Efficiency. Advanced Functional Materials. 24, (39), 6178-6186 (2014).
  9. Al Attar, H. A., Monkman, A. P. Dopant Effect on the Charge Injection, Transport, and Device Efficiency of an Electrophosphorescent Polymeric Light-Emitting Device. Advanced Functional Materials. 16, (17), 2231-2242 (2006).
  10. Jankus, V., et al. The role of exciplex states in phosphorescent OLEDs with poly(vinylcarbazole) (PVK) host. Organic Electronics. 20, 97-102 (2015).
  11. Kozhevnikov, V. N., et al. Cyclometalated Ir(III) Complexes for High-Efficiency Solution-Processable Blue PhOLEDs. Chemistry of Materials. 25, (11), 2352-2358 (2013).
  12. Jankus, V., Chiang, C., Dias, F., Monkman, A. P. Deep Blue Exciplex Organic Light-Emitting Diodes with Enhanced Efficiency; P-type or E-type Triplet Conversion to Singlet Excitons. Advanced Materials. 25, 1455-1459 (2013).
  13. Li, J., Zhang, Q., Nomura, H., Miyazaki, H., Adachi, C. Thermally activated delayed fluorescence from 3n* to 1n* up-conversion and its application to organic light-emitting diodes. Applied Physics Letters. 105, 013301 (2014).
  14. Endo, A., et al. Thermally Activated Delayed Fluorescence from Sn4+ β-Porphyrin Complexes and Their Application to Organic Light-Emitting Diodes - A Novel Mechanism for Electroluminescence. Advanced Materials. 21, (47), 4802-4806 (2009).
  15. Nakanotani, H., et al. High-efficiency organic light-emitting diodes with fluorescent emitters. Nature Communications. 5, 4016 (2014).
  16. Graves, D., Jankus, V., Dias, F. B., Monkman, A. Photophysical Investigation of the Thermally Activated Delayed Emission from Films of m-MTDATA:PBD Exciplex. Advanced Functional Materials. 24, (16), 2343-2351 (2014).
  17. Ward, J. S., et al. The interplay of thermally activated delayed fluorescence (TADF) and room temperature organic phosphorescence in sterically-constrained donor-acceptor charge-transfer molecules. Chemical Communications. 52, 3-6 (2016).
  18. Data, P., et al. Exciplex Enhancement as a Tool to Increase OLED Device Efficiency. The Journal of Physical Chemistry C. 120, (4), 2070-2078 (2016).
  19. Okazaki, M., et al. Thermally Activated Delayed Fluorescent Phenothiazine-Dibenzo[a,j]phenazine-Phenothiazine Triads Exhibiting Tricolor-Changing Mechanochromic Luminescence. Chemical Science. (4), (2017).
  20. Dos Santos, P. L., Dias, F. B., Monkman, A. P. Investigation of the Mechanisms Giving Rise to TADF in Exciplex States. The Journal of Physical Chemistry C. 120, (32), 18259-18267 (2016).
  21. Costa, B. B. A., et al. Indirect consequences of exciplex states on the phosphorescence lifetime of phenazine-based 1,2,3-triazole luminescent probes. Physical Chemistry, Chemical Physics. 19, 3473-3479 (2017).
  22. Dos Santos, P. L., Ward, J. S., Bryce, M. R., Monkman, A. P. Using Guest-Host Interactions to Optimize the Efficiency of TADF OLEDs. The Journal of Physical Chemistry Letters. 7, (17), 3341-3346 (2016).
  23. Pander, P., Swist, A., Soloducho, J., Dias, F. B. Room temperature phosphorescence lifetime and spectrum tuning of substituted thianthrenes. Dyes and Pigments. 142, 315-322 (2017).
  24. Dias, F. B., et al. The Role of Local Triplet Excited States and D-A Relative Orientation in Thermally Activated Delayed Fluorescence: Photophysics and Devices. Advanced Science. 80 (2016).
  25. Etherington, M. K., et al. Regio- and conformational isomerization critical to design of efficient thermally-activated delayed fluorescence emitters. Nature Communications. 8, 1-11 (2017).
  26. Etherington, M. K., Gibson, J., Higginbotham, H. F., Penfold, T. J., Monkman, A. P. Revealing the spin-vibronic coupling mechanism of thermally activated delayed fluorescence. Nature Communications. 7, 13680 (2016).
  27. ICCD System Overview. Available from: http://standordcomputeroptics.com/technology/iccd-system-overview.html (2017).
  28. Pander, P., et al. Synthesis and characterization of chalcogenophene-based monomers with pyridine acceptor unit. Electrochimica Acta. 210, 773-782 (2016).
  29. Data, P., et al. Electrochemically Induced Synthesis of Triphenylamine-based Polyhydrazones. Electrochimica Acta. 230, 10-21 (2017).
  30. Zhang, Q., et al. Design of efficient thermally activated delayed fluorescence materials for pure blue organic light emitting diodes. Journal of the American Chemical Society. 134, 14706-14709 (2012).
  31. Mehes, G., Nomura, H., Zhang, Q., Nakagawa, T., Adachi, C. Enhanced electroluminescence efficiency in a spiro-acridine derivative through thermally activated delayed fluorescence. Angewandte Chemie International Edition. 51, (45), 11311-11315 (2012).
एक ऑक्सीजन मुक्त पर्यावरण एक आईसीसीडी कैमरा का उपयोग कर Triplet कटाई कार्बनिक यौगिकों के समय-हल Photophysical लक्षण वर्णन
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pander, P., Data, P., Dias, F. B. Time-resolved Photophysical Characterization of Triplet-harvesting Organic Compounds at an Oxygen-free Environment Using an iCCD Camera. J. Vis. Exp. (142), e56614, doi:10.3791/56614 (2018).More

Pander, P., Data, P., Dias, F. B. Time-resolved Photophysical Characterization of Triplet-harvesting Organic Compounds at an Oxygen-free Environment Using an iCCD Camera. J. Vis. Exp. (142), e56614, doi:10.3791/56614 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter