Курсова робота
ІЧ-люмінесценція комплексів ербію (III), ітербію (III), неодиму (III)
Зміст
Введення
. Люмінесценція лантаноїдів (Ш) з органічними лігандами
. ІЧ-люмінесценція комплексів лантанідів
. Механізм переносу енергії в комплексах лантанідів
. Комплекси неодиму, ітербію і ербію з 8-гідроксихінолін
. Комплекси з полідентатними лігандами на основі 8-гидроксихинолина
Висновок
Список цитованої літератури
люмінесценція спектр іон ліганд
Введення
На початку 1990-х років, у якості люмінесцентних матеріалів для електролюмінесцентних пристроїв були запропоновані іони лантаноїдів, оскільки їх металева основа забезпечує тривале лінійне випромінювання, яке може бути розглянуто майже як монохроматическое. Унікальні властивості проявляють іони лантаноїдів з електронною конфігурацією [Xe] 4fn. 4f-Електрони екрановані електронами 5s і 5p, мало залежать від кристалічного поля або подібних ефектів, на відміну від поведінки електронів d-рівня. З цієї причини лінійне поглинання - випромінювання спектру на металевій основі не спостерігається. Іони 4f електронів можуть бути розміщені на будь-який з 4f-орбіталі, і це дає збільшення для багатьох спектроскопічних умов і енергетичних рівнів. Лантаноїди, близькі по енергії з f-рівнями (M (III) - Nd, Pr, Ho, Er, Tm, Yb), дають випромінювання в ІЧ-області спектра. Випромінювання іонів Nd3 +, Er3 +, Yb3 + в ІК-області спектра, останнім часом набуло великої популярності через широкої сфери застосування, у тому числі в галузі телекомунікацій та біомедичних аналізів. Серед іонів лантаноїдів, випромінюючих в ІК-області спектра, Er3 + відіграє особливу роль у сфері телекомунікацій, так як він показує різке випромінювання, що відбувається в області з довжиною хвилі 1,55 мкм (0,8 еВ), охоплюючи, таким чином, спектроскопическое вікно , в якому скла оптичного волокна показують високу прозорість (так звані третинному-пов'язані вікна). Леговані кварцових волокон, багато такі як EDFAs (оптичні волокна, леговані іонами ербію) знаходяться в центрі оптичного підсилювача, використовуваного для далекого зв'язку систем, що працюють в 1,5-мкм спектроскопічному вікні.
Використовують також Yb3 + і Nd3 + в якості легуючих домішок в оптичних підсилювачах, так як вони можуть посилити сигнал у первинному та вторинно-пов'язаному вікні, на 1 мкм і 1,33 мкм довжини хвилі. Недоліком цієї технології є слабке поглинання іонів лантаноїдів, через забороненої симетрії ff переходів, і їх дуже низьку розчинність у всіх неорганічних матрицях. Для подолання цих проблем використовують комплекси металів, де метал координується з органічним лігандом, який може працювати і як сенсибілізатор.
1. Люмінесценція лантаноїдів (Ш) з органічними лігандами
Потужним стимулом до отримання та дослідженню комплексних сполук лантанідів (Ln) є можливість їх використання в якості випромінюючого компонента в оптичних діодах - OLED (Organic Light Emitting Diodes). З'єднання Ln з органічними лігандами проявляють характеристичності узкополосную люмінесценцію як у видимій (Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Tm), так і інфрачервоній областях спектру (Nd, Yb, Er). Якщо в першому випадку використовуються ліганди, що поглинають УФ-випромінювання, то в другому - ліганди, що поглинають також у видимому діапазоні спектра. Описана люмінесценція Nd (III), Yb (III) і Er (III) в комплексах з? - Дикетонов, органічними барвниками, включаючи порфірини, і деякими іншими органічними лігандами [1-2].
Іони Ln (III) мають унікальні оптичними властивостями, серед яких є і люмінесценція, викликана ff переходами. Фотолюмінесценція неорганічних сполук Ln (III) недостатньо сильна, оскільки поглинання іонами саме по собі дуже мало. Інша картина спостерігається в органічних комплексах Ln (III). У 1942 році Вайсман припустив, що світло поглинається органічною частиною цих комплексів і викидається у вигляді спектральної лінії іона Ln (III). Ця схема випромінювання називається антенним ефектом [3]. Суть цього ефекту в передачі енергії від порушеної органічного ліганда до центрального іону Ln (III). Ефективність цієї передачі залежить від типу ліганда, пов'язаного з іоном Ln (III).
Повний механізм цього процесу, показаний на рис. 1. Передача збудження є специфічною особливістю комплексів Ln (III) з органічними лігандами. Цей процес в основному полягає в передачі енергії з триплетного рівня ліганда на відповідний 4f рівень іона Ln (III). Останн...
