Zirkular polarisierte Triplettexzitonen-Emission von chiralen MOF-immobilisierten und -organisierten Kupfer(I)-Komplexen

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Henke; Professor Dr. Andreas Steffen
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434514047

Angeregte Zustände chiraler, photoaktiver Verbindungen sind von großem Interesse da sie zirkular polarisiertes Licht (CPL) emittieren können, dessen Potential im Bereich der enantioselektiven Sensoren, Datenspeicherung, (3D-)OLEDs oder ultraschnellen Schaltern in quantenkryptographischen Anwendungen sich in Proof-of-Concept-Beispielen andeutet. Die Mehrheit gegenwärtiger CPL-Verbindungen basiert auf fluoreszenten Zuständen oder Lanthaniden, die beide für optoelektronische Anwendungen wenig geeignet sind. Das Design phosphoreszierender CPL-Materialien mit hohen Quantenausbeuten und hohen Strahlungskonstanten ist hingegen wenig untersucht, da die formal Spin-verbotene T1-Emission Kopplung mit Sn-Zuständen erfordert, die ein hohes elektronisches Übergangsdipolmoment zum Grundzustand aufweisen, von denen aber jeder ein anders gerichtetes magnetisches Übergangsdipolmoment m erfahren kann (mit entsprechender partieller Reduktion des Gesamt-m), welches zwingend erforderlich ist für effiziente CPL. Daher ist die Vorhersage der Stärke der CP-Phosphoreszenz oder gar CP-TADF (thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz) schwierig, und die wenigen berichteten Beispiele sind in der Tat sehr ineffizient.Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) sind vielversprechende Plattformen zum zielgerichteten Design neuartiger Materialien mit faszinierenden photophysikalischen Eigenschaften, wie z.B. Lasing, Multi-Photonenabsorption und Gast-, Temperatur- oder Druck-abhängiger Lumineszenz. Die Immobilisierung photoaktiver Luminophore in einer rigiden kristallinen Gerüststruktur kann deren Lumineszenzparameter (Lumineszenzlebensdauer, Quantenausbeute, etc.) signifikant verbessern aufgrund erhöhter Photostabilität, Verringerung strahlungsloser Desaktivierung sowie gezielter Orientierung und Anordnung der Luminophore im 3D-Raum.Im Rahmen dieses kooperativen Projektes werden wir mit unserer gemeinsamen Expertise poröse MOFs aufbauen und chirale, hoch effiziente metallorganische Cu(I)-Luminophore, die über den T1-Zustand oder TADF emittieren können, in das 3D-Netzwerk inkorporieren. Hierbei folgen wir einer spezifischen Designstrategie um intensive CPL-Eigenschaften in Einkristallen, Pulvern und Filmen zu erhalten, und werden diese neuartigen Materialien in CP-PhOLEDs anwenden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1928: Koordinationsnetzwerke als Bausteine für Funktionssysteme