Assembled Lanthanide Complexes with Advanced Photophysical Properties

این پایان نامه اطلاعات اساسی در مورد طراحی سیستماتیک مجتمع های لانتانیدی مونتاژ شده برای مواد شب تاب عملکردی ارائه می دهد. این مقاله روابط بین ساختارهای مونتاژ شده و خواص عکس، حرارتی و مکانیکی را بر اساس کریستالوگرافی، طیف‌سنجی و ترمودینامیک مورد بحث قرار می‌دهد. دستورالعمل های توصیف شده برای سازه های مونتاژ شده، هم برای کاربردهای صنعتی و هم برای درک اساسی خوانندگان از فتوفیزیک حالت جامد و شیمی مواد بسیار ارزشمند خواهد بود.

کمپلکس‌های لانتانید درخشان کاندیدهای امیدوارکننده‌ای برای دستگاه‌های روشنایی، لیزرها و کاوشگرهای زیستی هستند که به دلیل گسیل خط‌مانند و طولانی‌مدت آن‌ها ناشی از انتقال مشخصه 4f-4f است. ساختارهای هماهنگی کم ارتعاش و نامتقارن در اطراف یون های لانتانید برای دستیابی به لومینسانس قوی با استفاده از لیگاندهای آلی خاص معرفی شده اند. اخیراً، مجتمع‌های لانتانیدی مونتاژ شده از جمله پلیمرهای هماهنگ و چارچوب‌های آلی فلزی به‌طور فزاینده‌ای توجه را به‌عنوان کلاس جدیدی از مواد درخشان که پایداری حرارتی و قابلیت تنظیم رنگ را ارائه می‌دهند، به خود جلب کرده‌اند. با این حال، بهبود بازده لومینسانس این ترکیبات همچنان یک چالش است و طرح‌های مولکولی خاصی برای کنترل ساختارهای مونتاژ شده و تولید خواص فیزیکی اضافی ایجاد نشده است. نویسنده گروهی از لیگاندهای پل زدن با زاویه خم را برای افزایش راندمان فوتولومینسانس ارائه می دهد و برای اولین بار با موفقیت شکل پذیری شیشه و خواص تربولومینسانس قوی را معرفی می کند.

This thesis provides essential information on the systematic design of assembled lanthanide complexes for functional luminescent materials. It discusses the relationships between assembled structures and photo, thermal, and mechanical properties on the basis of crystallography, spectroscopy, and thermodynamics. The described guidelines for assembled structures will be extremely valuable, both for industrial applications and for readers’ fundamental understanding of solid-state photophysics and materials chemistry.

Luminescent lanthanide complexes are promising candidates for lighting devices, lasers, and bio-probes owing to their line-like and long-lived emission arising from characteristic 4f–4f transitions. Low-vibrational and asymmetrical coordination structures around lanthanide ions have been introduced to achieve strong luminescence, using specific organic ligands. Recently, assembled lanthanide complexes including coordination polymers and metal organic frameworks have increasingly attracted attention as a new class of luminescent materials offering thermal stability and color tunability. However, improving the luminescence efficiencies of these compounds remains a challenge, and specific molecular designs to control assembled structures and yield additional physical properties have not been established. The author provides a group of bent-angled bridging ligands to boost photoluminescence efficiency, and successfully introduces for the first time glass formability and strong triboluminescence properties.