بابک نعمتی

سلول‌های الکتروشیمیایی نورگسیل یکی از ابزارهای نوری هستند که بر اساس پدیده‌ی الکترولومینسانس نور نشر می‌کنند. یون کمپلکس‌های فلزات واسطه، گروهی از نشر کننده‌ها است که در این ابزارها استفاده می‌شود. در بین آنها، کمپلکس‌های سیکلومتال شده‌ی ایریدیم به دلیل خصوصیات منحصر بفردشان، بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. بر این اساس، این مطالعه نیز بر روی این نشردهنده‌ها متمرکز شد. این مطالعه در دوبخش ارائه شده است. در بخش اول، دو لیگاند پل شونده شناخته‌شده به همراه کمپلکس-های ایریدیم جدید متناظر، سنتز و با استفاده از آنالیزهای طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف‌سنجی رزونانس مغناطیس هسته‌ (1H NMR و 13C NMR) و طیف‌سنجی جرمی (LC-Mass) مشخصه‌یابی شدند. کمپلکس‌های دوهسته‌ای IrLBi1 ‌و IrLBi2 در محلول، نشر زردی به‌ترتیب با طول موج‌های بیشینه‌ی ۵۷۰ و ۵۸۵ نانومتر و بازدهی‌های کوانتومی فوتولومینسانس ۲۷ و ۳۷ درصد نشان دادند. همچنین فیلم‌های نازک کمپلکس‌ها نشری با شدت بالا، به ترتیب در طول موج‌های بیشینه‌ی ۵۹۰ و ۵۹۸ نانومتر نشان دادند. داده‌های بدست آمده، تاثیر مثبت حلقه‌ی پیریدین کئوردینه نشده را، بر خواص نشری این دسته از مواد نشردهنده اثبات کرد. در ادامه، بررسی‌‌های الکتروشیمیایی این یون کمپلکس‌ها، پایداری الکتروشیمیایی آن‌ها را در اعداد اکسایش متفاوت تایید کرد. سرانجام، خواص الکترولومینسانسی این دو کمپلکس در سلول‌های الکتروشیمیایی نورگسیل مورد ارزیابی قرار گرفت. هر دو کمپلکس نشر الکترولومینسانسی شبیه فوتولومینسانس جامد از خود نشان دادند. برای LEC‌های مبتنی بر IrLBi1 و IrLBi2، به ترتیب مقادیر لومینسانس 208 و 252 کندلا بر متر مربع در 5 ولت بدست آمد. علاوه‌براین، این ابزارها ولتاژهای روشن-شدن 4/3 و 6/3 ولت و بازدهی‌های جریان 46/3 و 50/4 کندلا بر آمپر را به ترتیب نشان دادند. به طور کلی، کمپلکس دارای حلقه پیریدینی آزاد عملکرد بهتری نشان دادند. در بخش دوم، لیگاند‌هایی جدید بر پایه‌ی ایمیدازول، و کمپلکس‌های سیکلومتال شده ایریدیم متناظر با آنها سنتز و با استفاده از آنالیزهای FT-IR، 1H NMR و 13C NMR مشخصه‌یابی شدند. طیف‌های PL ثبت شده در محلول، طول موج‌های بیشینه‌ی 485، 511 نانومتر را برای LrL1 و 484، 513 نانومتر را برای IrL3 در ناحیه سبز-آبی طیف نشان دادند. این کمپلکس‌ها از این نظر منحصر به فرد هستند که، برخلاف کمپلکس‌های آنالوگ‌شان که عمدتاً نشر زرد تا نارنجی نشان می‌دهند، آنها نور سبز- آبی نشر می‌کنند. علاوه بر این، بازدهی کوانتومی نشری برای IrL1 و IrL3 به ترتیب 19 و 26 درصد اندازه‌گیری شد، که این به صلب‌تر بودن کمپلکس IrL3 در مقایسه با IrL1 درنتیجه‌ی برهمنکش‌های قوی‌تر رخ به رخ 𝜋 نسبت داده می‌شود. همچین، فیلم‌های نازک کمپلکس‌های IrL1 و IrL3 نشری سبز، به ترتیب در طول موج‌های بیشینه 534 و 557 نانومتر نشان می‌دهند. بررسی خواص الکتروشیمیایی این دو کمپلکس با تکنیک ولتامتری چرخه‌ای پیک‌های برگشت‌پذیری در هر دو ناحیه‌ی پتانسیل‌های مثبت و منفی برای کمپلکس IrL1 نشان داد، درحالی‌که کمپلکس IrL3 فقط در ناحیه‌ی پتانسیل‌های مثبت پیک برگشت‌پذیر نشان داد. در آخر نمودار جریان- پتانسیل LEC مبتنی بر IrL3، رفتار خازنی قابل توجهی نشان داد.