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Projekt
Design von zirkular polarisierter NIR-Lumineszenz (CPL) durch Triadenwechsel von d10-Komplexen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Christel M. Marian; Professor Dr. Andreas Steffen
Fachliche Zuordnung
Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495031819
Chirale photoaktive Verbindungen, die zirkular polarisierte Lumineszenz (CPL) im nahen IR (λem > 700 nm) aus Triplett-angeregten Zuständen zeigen, haben das Potenzial, die Entwicklung von bahnbrechenden Zukunftstechnologien wie Quantencomputer und Kryptographie, Spintronik und Biosensoren stark zu beeinflussen. Die Herausforderungen, molekulare Systeme zu entwerfen, die für solche Anwendungen auf der Basis von Elektrolumineszenz geeignet sind, sind vielfältig, wobei ein besonders faszinierendes intellektuelles Dilemma mit den sich gegenseitig ausschließenden Voraussetzungen für hohe Lumineszenz-Effizienz bei gleichzeitig hoher Dissymmetrie von links und rechts polarisierter Emission zusammenhängt. Molekulare niederenergetische Emitter leiden typischerweise erheblich unter strahlungslosem Zerfall gemäß dem Energielückengesetz, und daher sind hohe Strahlungsratenkonstanten k(r) (d.h. hohe elektrische Übergangsdipolmomente) zwingend erforderlich, um k(nr) zu übertreffen. CPL mit einem hohen Dissymmetriefaktor g(lum) erfordert jedoch ein großes magnetisches Übergangsdipolmoment, das sich nachteilig auf k(r) auswirkt. Daher muss eine sehr feine Balance zwischen diesen beiden Eigenschaften gefunden werden, um Triplett-Zustände im NIR für chiroptische Anwendungen effizient zu nutzen. Während d10-Metallkomplexe der Gruppe 11 typischerweise elektronisch angeregte LLCT/MLCT-Zustände besitzen, werden Verbindungen der Gruppe 12 von Zuständen mit LLCT/LMCT-Elektronenstruktur dominiert. In beiden Szenarien hat sich jedoch gezeigt, dass die Möglichkeiten zum Design von effizienter NIR-Emission mit hohem k(r) sehr limitiert sind. Im Gegensatz dazu profitieren Komplexe der Gruppe 10 mit stark donierenden Liganden von hohen Oxidationspotentialen, die sehr energiearme MLCT-Zustände mit hoher Spin-Bahn-Kopplung ermöglichen. Daher wollen wir in diesem Verbundprojekt unsere Expertise aus den Bereichen der synthetischen Chemie, Spektroskopie und theoretischen Chemie bündeln, um chirale, hocheffiziente (Ni0/Pd0/Pt0)-Luminophore in linearen und trigonalen Koordinationsgeometrien zu konstruieren, bei denen die Dissymmetrie der Triplett-Zustandsemission durch die Ligandenumgebung feinjustiert wird. Geeignete Kandidatenverbindungen werden in Machbarkeitstudien zu NIR-CPL-OLEDs oder nicht-klassischen Einzelphotonenquellen getestet.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
