Slow magnetic relaxation and luminescence properties in b-diketonate lanthanide(III)complexes. Preparation of Eu(III) and Yb(III) OLED devices

Abstract

La reacció de [Ln(btfa)₃(H₂O)₂] (btfa⁻ = 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodionat) amb 4,4'-dinonil-2,2'-bipiridil (4,4'-dinonilbipy) en etanol permet l’aïllament de complexos mononuclears [Ln(btfa)₃(4,4'-dinonilbipy)], amb Ln = Sm (1-Sm), Eu (2-Eu), Tb (3-Tb), Dy (4-Dy), Er (5-Er) i Yb (6-Yb).</p><p>Els complexos 1-Sm, 2-Eu, 3-Tb i 4-Dy emeten luminescència eficient en la regió visible, mentre que 1-Sm, 5-Er i 6-Yb ho fan en l’NIR. L’energia es transfereix de manera efectiva des del lligand 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodionat cap a l’ió central Ln³⁺ en tots els compostos.</p><p>Els complexos 2-Eu i 6-Yb es van utilitzar com a emissors en OLEDs multicapa dipositats en buit, aconseguint eficiències quàntiques d’electroluminescència (EQE) del 2,1% per a 2-Eu (λEL = 614 nm) i del 0,1–0,2% per a 6-Yb (λEL = 977 nm). La màxima emittància radiant per a les emissions associades als lantànids va ser de 135 mW cm⁻² per a 2-Eu i de 121 mW cm⁻² per a 6-Yb, valors inusualment alts per a aquest tipus d’emissors.</p><p>Els estudis magnètics van revelar comportament de Single Molecular Magnet (SMM) per a 4-Dy i relaxació lenta de la magnetització induïda per camp per als complexos 3-Tb, 5-Er i 6-Yb. Per a 4-Dy, les barreres d’energia d’anisotropia i els factors pre-exponencials són ΔE = 91,1 cm⁻¹, τ₀ = 7,2 × 10⁻⁹ s (sense camp) i ΔE = 109,3 cm⁻¹, τ₀ = 9,3 × 10⁻¹⁰ s (amb 0,1 T). Per a 5-Er, ΔE = 24,6 cm⁻¹, τ₀ = 8,7 × 10⁻⁸ s (amb 0,07 T). A més, per als complexos 3-Tb i 6-Yb, la relaxació de la magnetització no segueix el procés d’Orbach.