مشخصه‌یابی اپتیکی، الکتریکی و ساختاری، نانوساختارهای کمپلکسی آلی-فلزی (MQ_x) سنتز شده با ستیل تری متیل آمونیوم برومید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده ی فیزیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشگاه یزد

3 یزد-دانشگاه یزد

4 دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوساختارهای آلی-فلزی روی، کادمیم و کلسیم به عنوان مواد نورتاب برای کاربرد در دیودهای نورگسیل آلی ساخته شدند. نانوساختارهای آلی-فلزی ZnQ_2، CdQ_2 و CaQ_2 با نورتابی بالا با استفاده از لیگاند 8-هیدروکسی کینولین به روش همرسوبی و با استفاده از سورفکتانت کاتیونی ستیل تری متیل آمونیوم برومید (CTAB) و نمک‏های روی، کادمیوم و کلسیم ساخته شدند. ماهیت ساختار بلوری و بی شکل نانوساختارهای آلی-فلزی ZnQ_2، CdQ_2 و CaQ_2 توسط پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) تائید شد. نانوساختارهای کمپلکس‌های آلی-فلزی با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) برای تعیین گروه‌های عاملی و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. خواص نوری کمپلکس‏ها، توسط طیف‌سنجی جذبی (UV-Vis) و فوتولومینسانس (PL) تجزیه و تحلیل شدند. بیشنیه قله فوتولومینسانس سبز-آبی نانوساختارهای کمپلکس‌های روی، کادمیم و کلسیم در 498، 488 و 494 نانومتر مشاهده شد. بررسی های نوری و الکترونیکی نمونه ها نشان داد که نانوساختارهای ساخته شده می توانند در دیودهای نورگسیل و نمایشگرهای کریستال‌های مایع به عنوان لایه‏های نورگسیل و انتقال دهنده‌ی الکترون استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optical,Electrical and Structural Characterization of SynthesizedOrganic-Metal Complex Nanostructures(MQx) with AcetylTrimethyl Ammonium Bromide

نویسندگان [English]

  • Hakimeh Zare 1
  • z. shahedi 2
  • abdolvares sediqy 3
  • mohammad ali haddad 4
1 Department of Physics, Faculty of Sciences, Yazd University, Yazd
2 Yazd University
3 yazd-yazd university
4 Department of Physics, Yazd University, Yazd, Iran
[1] Vivas-Reyes, R., Núñez-Zarur, F., & Martı, E.
Electronic structure and reactivity analysis for a set
of Zn-chelates with substituted 8-hydroxyquinoline
ligands and their application in OLED. Organic
electronics, 9(5), 625-634, 2008.
[2] Tang, C. W., VanSlyke, S. A., & Chen, C. H.
Electroluminescence of doped organic thin
films. Journal of applied physics, 65(9), 3610-
3616, 1989
[3] Hoanh, T. D., Im, Y. H., Kim, D. E., Kwon, Y.
S., & Lee, B. J. Synthesis and Electroluminescent
Properties of Bis (3H-1, 2, 3-triazolo-[4, 5-b]
pyridine-3-ol) zinc Zn (TAP) 2. Journal of
Nanomaterials, 2012.
[4] Sornalatha, D. J., & Murugakoothan, P. Room
temperature synthesis of ZnO nanostructures using
CTAB assisted sol-gel method for application in
solar cells. International journal of emerging
technology and advanced engineering, 3(9), 21-29,
2013.
[5] Rajeswaran, M., Blanton, T.N., Tang, C.W.,
Lenhart, W.C., Switalski, S.C., Giesen, D.J.,
Antalek, B.J., Pawlik, T.D., Kondakov, D.Y.,
Zumbulyadis, N. and Young, R.H. Structural,
thermal, and spectral characterization of the
different crystalline forms of Alq3, tris (quinolin-8-
olato) aluminum (III), an electroluminescent
material in OLED technology. Polyhedron, 28(4),
835-843, 2009.
[6] Nishal, V., Kumar, A., Kadyan, P.S., Singh, D.,
Srivastava, R., Singh, I., & Kamalasanan, M. N.
Synthesis, characterization, and electroluminescent
characteristics of mixed-ligand zinc (II)
complexes. Journal of electronic materials, 42(6),
973-978, 2013.
[7] Sui, Y. L., & Yan, B. Fabrication and
photoluminescence of molecular hybrid films
based on the complexes of 8-hydroxyquinoline
with different metal ions via sol–gel
process. Journal of Photochemistry and
Photobiology A: Chemistry, 182(1), 1-6, 2006.
[8] Cölle, M., & Brütting, W. Thermal, structural
and photophysical properties of the organic
semiconductor Alq3. physica status solidi
(a), 201(6), 1095-1115, 2004.
[9] Shahedi, Z. and Jafari, M.R., Synthesis Al
complex and investigating effect of doped ZnO
nanoparticles in the electrical and optical efficiency
of OLEDS. Applied Physics A, 123(1).98-110,
2017.
[10] Chen, C. H., & Shi, J. Metal chelates as
emitting materials for organic
electroluminescence. Coordination chemistry
reviews, 171, 161-174, 1998.
[11] Sheats, J.R., Antoniadis, H., Hueschen, M.,
Leonard, W., Miller, J., Moon, R., Roitman, D. and
Stocking, A. Organic electroluminescent
devices. science, 273(5277), 884-888, 1996.
[12] Ballardini, R., Varani, G., Indelli, M. T., &
Scandola, F. Phosphorescent 8-quinolinol metal
chelates. Excited-state properties and redox
behavior. Inorganic Chemistry, 25(22), 3858-3865,
1986.
[13] Tang, C. W., & VanSlyke, S. A. Organic
electroluminescent diodes. Applied physics
letters, 51(12), 913-915, 1987.
130 بهار ۱400 |شماره ۱ | سال هشتم
[14] Hamada, Y., Sano, T., Fujita, M., Fujii, T.,
Nishio, Y., & Shibata, K. Organic
electroluminescent devices with 8-
hydroxyquinoline derivative-metal complexes as
an emitter. Japanese journal of applied
physics, 32(4A), L514, 1983.
[15] Bing-she Xu, Hao Yu-ying, Wang H, Zhou
He-feng, Liu Xuguang, Chen Ming-wei “The
effects of crystal structure onoptical
absorption/photoluminescence of bis (8-
hydroxyquinoline) zinc”, Solid State Commun
136:318–322, 2005.
[16] Singh, K., Srivastava, R., & Kamlasanan, M.
N. Synthesis and electroluminescence
characterization of cadmium complex. Journal of
Nano-and Electronic Physics, 3(1), 514-520, 2010.
[17] Kai, Y., Morita, M., Yasuoka, N., & Kasai, N.
The crystal and molecular structure of anhydrous
zinc 8-quinolinolate complex,[Zn (C9H6NO) 2]
4. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 58(6),
1631-1635, 1985.
[18] Gavrilko, T., Fedorovich, R., Dovbeshko, G.,
Marchenko, A., Naumovets, A., Nechytaylo, V.,
Puchkovska, G., Viduta, L., Baran, J. and
Ratajczak, H. (2004). FTIR spectroscopic and STM
studies of vacuum deposited aluminium (III) 8-
hydroxyquinoline thin films. Journal of molecular
structure, 704(1-3), 163-168.
[19] Chen, X.B., Gong, Z., Zhou, B.C., Hu, X.W.,
Mao, C.J., Song, J.M., Niu, H.L. and Zhang, S.Y.
(2012). Synthesis of 8-hydroxyquinoline cadmium
(Cdq2) nanobelts with enhanced electrogenerated
chemiluminescence properties. Materials
Letters, 75, 155-157.
[20] Nagpure, I. M., Duvenhage, M.M., Pitale, S.
S., Ntwaeaborwa, O. M., Terblans, J. J., & Swart,
H. C. (2012). Synthesis, thermal and spectroscopic
characterization of Caq2 (calcium 8-
hydroxyquinoline) organic phosphor. Journal of
fluorescence, 22(5), 1271-1279.
[21] Sapochak L.S, Benincasa FE, Schofield RS,
Baker JL, Riccio KKC, Fogarty D, Kohlmann H,
Ferris KF, Burrows PE “Electroluminescent
zinc(II) bis(8-hydroxyquinoline): Structural effects
on electronic states and device performance”, J Am
Chem. Soc 124:6119–6125, 2002.
[22] Hopkins T.A, Meerholz K, Shaheen S,
Anderson M. L, Schmidt A, Kippelen B, Padias A.
B, Hall J. H. K, Peyghambarian N, Armstrong N. R
(1996), “Substituted aluminum and zinc quinolate
with blue shifted absorbance/luminescence bands:
synthesis and spectroscopic, photoluminescence,
and electroluminescence characterization,” Chem
Mater 8:344–351.
[23] E. l-Nahass M. M, Farid A. M, Atta A.A
“Structural and optical properties of Tris (8-
hydroxyquinoline) aluminum (III)(Alq3) thermal
evaporated thin films”, J Alloys and
Compds507:112–119, 2010.
[24] Baldo, M. A., & Forrest, S. R. (2001).
Interface-limited injection in amorphous organic
semiconductors. Physical Review B, 64(8),
085201.
[25] Kulkarni, A. P., Tonzola, C. J., Babel, A., &
Jenekhe, S. A. Electron transport materials for
organic light-emitting diodes. Chemistry of
materials, 16(23), 4556-4573, 2004.
[26] Braun, M., Gmeiner, J., Tzolov, M., Coelle,
M., Meyer, F.D., Milius, W., Hillebrecht, H.,
Wendland, O., Von Schütz, J.U. and Brütting, W.
(2001). A new crystalline phase of the
electroluminescent material tris (8-
hydroxyquinoline) aluminum exhibiting
blueshifted fluorescence. The Journal of Chemical
Physics, 114(21), 9625-9632.
[27] Han, Y. K., & Lee, S. U. Molecular orbital
study on the ground and excited states of methyl
substituted tris (8-hydroxyquinoline) aluminum
(III). Chemical physics letters, 366(1-2), 9-16,
2002.
[28] Curioni, A., & Andreoni, W. Computer
simulations for organic light-emitting diodes. IBM
Journal of Research and Development, 45(1), 101-
113, 2001.
[29] Wang, X., Shao, M., & Liu, L.
Photoconductivity of a bundle of Bis (8-
hydroxyquinoline) cadmium nanoribbons. Journal
131 بهار ۱400 |شماره ۱ | سال هشتم
of Materials Science: Materials in
Electronics, 22(2), 120-123, 2011.
[30] Ahmida, M. M., & Eichhorn, S. H.
Measurements and prediction of electronic
properties of discotic liquid crystalline
triphenylenes and phthalocyanines. ECS
Transactions, 25(26), 1-10, 2010.
[31] Cölle, M., Gmeiner, J., Milius, W.,
Hillebrecht, H., & Brütting, W. Preparation and
characterization of blue‐ luminescent tris
(8‐ hydroxyquinoline) ‐ aluminum
(Alq3). Advanced Functional Materials, 13(2), 108-
112, 2003.
[32] Shahedi, Z., Jafari, M. R., & Zolanvari, A. A.
Synthesis of ZnQ2, CaQ2, and CdQ2 for application
in OLED: optical, thermal, and electrical
characterizations. Journal of Materials Science:
Materials in Electronics, 28(10), 7313-7319, 2017.