Organik ışık yayan diyot (OLED) uygulamalarına yönelik, fosforesans/ fluoresans özellikli geçiş metal komplekslerin sentezi ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bir metal atomu ya da iyonu etrafında oluşan ligandların meydana getirdiği yapılar koordinasyon bileşikleri ve metal-karbon bağı içeren bileşik yapılar ise organometalik bileşikler olarak adlandırılır. Koordinasyon ve organometalik bileşiklerin geniş bir uygulama alanına sahip olma sebebi değişik ligandlar ile çeşitli özellik gösteren madde türleri oluşturmasına olanak sağlamalarıdır. Özellikle Ir(III), Ru(III), Eu(III) metalleri oldukça etkili geçiş metalleridir ve fotofiziksel özelliklerinin ilginç olması nedeniyle birçok uygulama alanında kullanılabilir duruma gelmiştir. Farklı ligandlarla verdiği Ir(III) komplekslerinin; fotosensör, fotostabilite, fotokimyasal ve elektrokimyasal özelliklerinin iyi olmasından dolayı, fotovoltaik hücreler ve organik ışık yayan diyotlar (OLED) cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. OLED sistemleri elektronik cihazlarda bulunan gösterge panellerinde yeni bir teknolojidir. Bu cihazlar, katot ışınlı tüp (CRT) ve sıvı kristal (LC) göstergelere göre daha düşük çalışma gerilimleri, ışık parlaklıkları, güç tüketimleri, renk çeşitliliği ve kolay fabrikasyonu gibi sebeplerle tercih edilmektedir. Son yıllarda gelişen teknoloji ile hayatımıza girmeye başlayan OLED malzemeler, enerjinin temiz ve verimli kullanılmasını sağlamaları sayesinde gelecek vadetmektedir. Bu tez kapsamında, hem metal hem de ligand ile OLED uygulama alanlarına yönelik olarak tasarlanmış, OLED uygulamalarında cihaz verimi ve kararlılığını arttıracağı düşünülen yeni Ir (III) kompleksleri sentezlenmiştir. Bu bağlamda; HOMO-LUMO bant aralığının değiştirilmesine ve Ir (III) komplekslerinin istenilen renklerinin elde edilmesine imkan sunan elektron çekici ve elektron verici (-CF3, --OCH3) gruplarını içeren 4-metoksi-3-trifluorometil-piridin ligandı kullanılarak iridyum-dimer kompleksi sentezlenmiştir. Elde edilen dimerin, 1,2-bis(difenilfosfino)etan ligandı ile koordinasyonu sonucu, nötr Ir(III) kompleksi sentezlenip izole edilerek FT-IR, MALDI TOF ve 1H NMR yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Yeni kompleksin ağır metal iyonlarına duyarlılığı, fluoresan emisyon spektroskopi yöntemiyle incelenerek; Fe3+ ve Hg2+ iyonlarının seçimli tayininde, potansiyel bir fluoresan sensör olarak kullanılabileceği saptanmıştır.

The structures formed by the ligands clustered around a metal atom or ion are called coordination compounds. Structures of metal-carbon bonded compounds are known as organometallic compounds. Co-ordination and organometallic compounds have a wide range of applications because they allow to obtain the desired properties by using different ligands. Among the transition metals, especially the Ir (III), Ru (III), Eu (III) metals are very striking. Because of the curious photophysical properties of these metals, it has become available in many applications Ir(III) complexes with different ligands; Due to their good photostability, photosensor, photochemical and electrochemical properties, they are widely used in current organic electroluminescent devices such as photovoltaic cells and organic light emitting diodes (OLED). OLED systems are a new technology used in electronic devices' dashboards. These devices are preferred for reasons such as low operating voltages, power consumption, light brightness, color diversity and easy fabrication compared to cathode ray tube (CRT) and liquid crystal (LC) indicators . OLED materials, which have started to enter our lives with the developing technology in the recent years, are promising thanks to their energy-efficient and clean use. Within the scope of this thesis, new Ir (III) complexes, which are designed for both metal and ligand and OLED application areas, and which are thought to increase device efficiency and stability in OLED applications, have been synthesized. In this context; Iridium-dimer complex was synthesized using 4-methoxy-3-trifluoromethyl-pyridine ligand containing electron withdrawing and electron donating (-CF3, --OCH3) groups, which allows changing the HOMO-LUMO band gap and obtaining the desired colors of Ir (III) complexes. As a result of the coordination of the obtained dimer with 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane ligand, neutral Ir(III) complex was synthesized and isolated and characterized by FT-IR, MALDI TOF and 1H NMR methods. By examining the sensitivity of the new complex to heavy metal ions by fluorescent emission spectroscopy method; It has been determined that it can be used as a potential fluorescent sensor in the selective determination of Fe3+ and Hg2+ ions.