Charakteryzacja cienkich warstw wytwarzanych z barwników

„Charakteryzacja cienkich warstw wytwarzanych z barwników
fluorescencyjnych metodą wylewania strefowego w aspekcie
zastosowań w optoelektronice”
Adrian Adamski
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Praca doktorska dotyczy wytwarzania cienkich warstw z materiałów organicznych (o
grubości od kilkudziesięciu nanometrów do kilkudziesięciu mikrometrów) do zastosowań w
elementach optoelektronicznych, takich jak organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED)
lub organiczne tranzystory polowe (OFET). Do wytwarzania warstw wykorzystano rozwijaną
w ostatnich latach metodę wylewania strefowego (ang. zone-casting). Metoda ta polega na
powolnym wylewaniu roztworu nielotnego związku organicznego w lotnym rozpuszczalniku
na
ruchome
podłoże
z
jednoczesnym
odparowywaniem rozpuszczalnika. Z roztworu
podawanego
za
pomocą
odpowiednio
uformowanej dyszy, w zadanych warunkach
fizycznych, na przemieszczającym się podłożu
tworzy
się
cienka
warstwa
związku
Schemat procesu wylewania strefowego
organicznego.
Realizacja pracy doktorskiej została wstępnie podzielona na trzy etapy. Pierwszy z
nich związany jest z wytypowaniem grupy substancji organicznych przydatnych w
optoelektronice oraz posiadających odpowiednie właściwości fizyczne i chemiczne do
wytwarzania warstw metodą wylewania strefowego. Wykorzystanie związków cechujących
się wydajną fluorescencją lub elektroluminescencją może stanowić interesujące rozwiązanie
dla zastosowań w technologii OLED. Podobnie, molekuły, w których strukturze występuje
wiele sprzężonych wiązań typu π (półprzewodniki organiczne), budzą duże zainteresowanie
z punktu widzenia ich wykorzystania w technologii OFET. Wstępna ocena przydatności
związków do zastosowań w optoelektronice, między innymi zdolność do tworzenia warstw
uporządkowanych na poziomie molekularnym, jest formułowana na podstawie ich
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
właściwości spektralnych i orientacyjnych w matrycach ciekłokrystalicznych. Szczególnie
interesujące w tym kontekście są m. in. pochodne perylenu.
Do wytwarzania warstw organicznych w warunkach laboratoryjnych zaprojektowane i
zbudowane zostało urządzenie pozwalające na zastosowanie w tym celu techniki wylewania
strefowego.
Urządzenie
to
jest
aktualnie
wykorzystywane do realizacji drugiego etapu prac,
polegającego
na
wykonywaniu
warstw
z
wyselekcjonowanych związków organicznych. Na
tym
etapie
testowany
jest
wpływ
warunków
fizycznych na jednorodność i grubość uzyskiwanych
warstw. Ostateczny sukces w dużej mierze zależy
od tego, czy uda się uzyskać jednorodne warstwy o
powierzchni rzędu kilku centymetrów kwadratowych,
charakteryzujące się pożądanymi właściwościami
Urządzenie do wytwarzania warstw
metodą wylewania strefowego
fizycznymi.
Trzeci etap będzie związany z zastosowaniem wyselekcjonowanych związków
organicznych do wytworzenia modelu laboratoryjnego diody OLED.
Badania warstw organicznych pod kątem ich zastosowania w elektronice i
optoelektronice mają aktualnie duże znaczenie praktyczne. Nowe substancje organiczne
formowane w warstwy o właściwościach półprzewodnikowych mogą być wykorzystywane np.
w ekologicznych źródłach światła. Dodatkowym efektem podjętych badań może być rozwój
współpracy naukowców pracujących w różnych dziedzinach (chemia, fizyka, elektronika) ze
środowiskami
przemysłowymi
regionu.
W
przypadku
zainteresowania
rezultatami
przeprowadzonych badań ze strony podmiotów gospodarczych z regionu wielkopolskiego,
albo spoza niego, możliwe będzie podjęcie współpracy dotyczącej komercjalizacji
uzyskanych wyników.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego