红荧烯

中文名称: 红荧烯

英文名称：Rubrene

别名：5,6,11,12-四苯基萘并萘;5,6,11,12-四苯基并四苯;红萤烯;

分子式: C42H28

分子量: 532.67

CAS号：517-51-1

质检信息

检验项目       指标   

含量,             ≥98%

PSA：          0.00000

LOGP：       11.81420

化学特性

红荧烯是一种芳香族有机物，红色结晶粉末,密度1.176g/cm3沸点>315°C熔点>315 °C(lit.)闪点351.6ºC折射率1.716最大吸收波长λmax299nm、460nm(2nd)。溶于苯和二硫化碳，浓溶液呈橙色，稀溶液为粉红色并有黄色荧光。属于多环芳烃簇(PHA)化合物。红荧烯由四并苯环和四个苯基组成。由于四个苯环之间的位阻效应使得四个苯基旋出分子平面，并使四并苯环旋转了42，红荧烯分子的这种结构特性使得它在气态下具有轴向手性。气态分子的尺寸大小为：沿着四并苯环长轴方向为13.6Å，沿着四并苯环短轴方向为15.7Å，垂直于四并苯环方向为4.3Å。红荧烯晶体存在三种晶系：单斜晶系、三斜晶系和正交晶系，这三种晶系可通过不同的生长条件得到。其中红荧烯正交晶系中能使四并苯环更为平面化并使分子更容易堆积在一起，沿着红荧烯分子堆积方向存在的-堆积是红荧烯晶体有着很高的电子迁移率的根本原因。红荧烯与其他所有的多环芳烃簇化合物一样有着非定域-电子，使得分子的稳定性加强并使分子具有相对较小的能带宽度，红荧烯分子的这些特性决定了它的光学和电学性质。

产品用途

红荧烯用作化学发光研究,OLED及OPC功能材料,以及过渡金属复合物连接反应的试剂。

应用于有机发光二极管和有机场效应晶体管中。它是一种高效的荧光材料，它能通过未占据态到占据态电子的跃迁而发出可见黄光，将它掺杂到空穴转移层中，能够提高有机发光二极管的效率和稳定性；此外红荧烯是用于实现红色有机发光二级管和白色有机发光二级管的材料；经测量，红荧烯薄膜

场效应晶体管中空穴迁移率高达.5cm211]。正是基于红荧烯优越的荧光和半导体性质，人们已对此分子的单晶态、薄膜和在不同衬底上的自组装结构等方面进行了一些基础性研究。

红荧烯薄膜生长及稳定性

利用原子力显微镜研究了二氧化硅衬底上红荧烯薄膜的生长及稳定性.在较低沉积速率下,较低衬底温度时,红荧烯分子有充足的扩散时间,利于薄膜的横向生长,形成连续性,均匀性较好的薄膜.快速蒸镀及较高衬底温度使红荧烯薄膜转变为纵向生长模式,形成团粒状岛.横向生长的红荧烯薄膜在退火和空气中表现为亚稳特性,随着退火温度的升高和空气中放置时间的延长,红荧烯分子会自发地进行质量传输,发生纵向转移,转变为团粒状岛.获得了二氧化硅界面上红荧烯薄膜的生长及亚稳定机制模型.研究结果证明红荧烯分子与二氧化硅界面之间的作用力小于红荧烯分子间的作用力.

红荧烯掺杂体系中激子反应的竞争行为

为研究红荧烯(5,6,11,12-Tetraphenylnaphthacene,Rubrene)掺杂体系中激子的反应过程,向主体材料Rubrene中掺入了1%的客体材料DBP(Tetraphenyldibenzoperiflanthene),制备了掺杂型Rubrene的有机发光器件.实验发现,其电致发光磁效应(Magneto-Electroluminescence,MEL)在室温下呈现出复杂的新特征线型:在外加磁场处于0–27mT范围内MEL随磁场的增加先小幅度上升,在27–200mT随磁场的增加迅速下降,最后200–500mT范围内再次上升.通过分析可知器件内存在3种激子反应过程:单重态-三重态激子淬灭(Singlet-Triplet Annihilation,STA),三重态激子湮灭(Triplet-Triplet Annihilation,TTA)和单重态激子分裂(Singlet Fission,STT).可通过改变注入电流的大小调节三者的竞争:大注入电流时,器件主要是STA反应和TTA反应;注入电流逐渐减小的过程中,激子反应从以TTA为主逐渐过渡到以STT为主.同时也可通过改变掺杂层的厚度和掺杂层在器件结构中的位置,对这几种反应之间的竞争过程产生重要影响:掺杂层厚度越薄,STT越强,而STA和TTA越弱;掺杂位置越靠近阴极,STA和TTA越强,而STT越弱.这些实验发现不仅可加深对有机发光二级管中激子间相互作用的理解,也为进一步优化器件发光性能提供参考.

红荧烯单晶材料与器件的制备及特性

红荧烯作为一种小分子有机半导体材料,由于其在发光效率,激子扩散长度,载流子迁移率等方面较之其他的有机材料有较大的优势,在近年来被广泛的应用于有机发光二极管,有机场效应晶体管及有机太阳能电池等领域的研究与开发当中.而利用红荧烯单晶制备的有机场效应晶体管,在实验中测得其器件迁移率可达24.5cm2/Vs,这一数值在目前有机材料迁移率的研究中有着最佳的表现. 近年来,基于有机半导体的自旋电子学研究取得了很快的进展.然而,在室温下具有明显磁阻的自旋阀及自旋注入场效应晶体管却难以实现.同时,在对所观察到的磁电阻的机理解释方面也产生了自旋注入与局部隧穿的争议.有机材料的自旋轨道耦合及超精细相互作用非常弱,理论上应有很长的自旋扩散长度.但在实验中,红荧烯及其他有机材料的自旋扩散长度仅为数十纳米.其原因可能为有机材料迁移率很低,且在非晶或微晶的薄膜中存在大量的晶粒间界,缺陷以及杂质等影响因素.以上几种因素会明显的降低材料的自旋扩散长度,导致在常温及有机层厚度增大时几乎观测不到磁电阻现象.而高质量的单晶材料能够最大限度的降低缺陷,杂质及晶界等不利因素的影响,降低电子陷阱的密度.同时因红荧烯单晶具有很高的载流子迁移率.因此,通过制备高质量红荧烯单晶材料及其自旋器件,并研究其自旋输运特性,有可能提高其载流子自旋扩散长度,实现更长距离的自旋输运. 本论文的研究内容和研究目的就是制备高质量的适合有机自旋电子器件的红荧烯单晶材料,研究其结构及物理性质,在此基础之上,研制基于单晶红荧烯材料的具有自旋极化电极且沟道宽度在微纳尺度的有机自旋电子器件,研究其电学性质及自旋输运性质,探索在红荧烯单晶中实现微米级超长距离自旋输运的方法,并为理清有机材料的本征自旋输运机理提供实验基础. 主要研究内容和结论如下: 首先,我们利用物理气相输运的方法制备了红荧烯单晶.利用XRD分析了所制备的红荧烯单晶的结构及结晶质量.利用AFM对晶体的表面形貌进行了表征和分析,结果显示红荧烯单晶表面具有明显的层状结构,说明其生长模式为层状生长.我们还研究了制备的红荧烯单晶的光学性质,测试了其PL谱,发现红荧烯单晶具有较强的光学各向异性.随后,通过对不同温度下的谱线进行研究,分析了温度对红荧烯单晶光学自吸收现象的影响.得到其在极低温时的发光区主要位于黄绿光区域,而在常温时,由于明显的自吸收作用,发光区主要位于橙光区域. 其次,利用紫外掩膜对准曝光技术及电子束蒸发技术制备了中间沟道为2-3微米的具有两侧非对称铁磁电极的器件.电极材料选取常规铁磁金属铁,钴和镍.利用AES方法研究了该三种金属在晶体生长条件下的表面氧化情况,发现三种电极具有不同的氧化厚度,为了解决该问题,采取了在制备器件电极时覆盖一层5nm的铜作为保护层的方法,防止下方电极氧化.利用AGM对非对称电极的磁滞回线进行测量,观测到两种不同电极材料之间的矫顽力能够有较为明显的区别,说明器件电极的磁化方向可以分别反转. 最后,利用半导体参数测试仪对器件在不同温度和外界磁场中的特性进行了研究.发现器件表现出典型的二极管特性,且器件的电流-电压特性随着温度的升高有明显的变化,电阻与温度呈反比关系.在磁场下电学输运性质方面,Ni/Rubrene/Co结构的器件在低温下外加1T的磁场时发现约44%的磁电阻,这也是首次在有机材料中观察到微米级的超长距离自旋输运.室温时,没有观察到明显的磁电阻现象,由于器件的沟道距离约为2微米,故可以说明室温时红荧烯单晶的自旋扩散长度小于2微米.

生产方法

1,3-二取代苯并呋喃与苯并萘醌进行Diels-Alder环加成反应生成6,11-二取代-5,12-萘并萘醌;再与烷基锂取代加成生成红荧烯衍生物,通过结构改性,在红荧烯主体结构上再引入一些活性共轭基团,使主体的发射波长红移,达到红光发射波长,同时通过引入体积大的基团使分子间的位阻增大,提高玻璃化温度,降低浓度淬灭效应,提高材料的发光性能。

 

产品信息
[重量]	100mg
[颜色]	红色