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Burning TADF solids reveals their excitons’ mobility

Authors :
Zhengyu Zhang
Arnaud Brosseau
Margaux Elie
Jean-Luc Renaud
Matthieu Hamel
Sylvain Gaillard
Robert Bernard Pansu
Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (PPSM)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)
Laboratoire de chimie moléculaire et thioorganique (LCMT)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Capteurs et Architectures Electroniques (LCAE)
Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn)
CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)
ANR-15-CE39-0006,NESSYNED,Nouveaux Systèmes Scintillants pour la Détection de Neutrons(2015)
Source :
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2022, 432, pp.114038. ⟨10.1016/j.jphotochem.2022.114038⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Nowadays, Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) compounds have proven to be attractive for highly efficient optoelectronic devices as they can exploit both singlet and triplet excited states generated by charge recombinations that occur in such devices. However, quenching of excited states limits such benefits at high current densities. We have studied the quenching in the case of cationic copper(I) complexes coordinated by both N-heterolytic carbene (NHC) and 2,2′-dipyridylamine (dpa) ligands. Defects are created in their crystals by a strong laser irradiation. Then we have investigated, by analysing their fluorescence decay as a function of temperature, the quenching mechanism and the exciton mobility. Using a time-resolved version of the Perrin’s quenching model, we show that the quenching volume depends on temperature according to the singlet/triplet equilibrium. At room temperature, the singlet states are responsible for 75% of the quenching although they contribute for 2% to the excited states population. From the analysis of the decay curves, we show that the excitons are not mobile in the crystals and are quenched through Förster Resonant Energy Transfer (FRET).

Details

Language :
English
ISSN :
10106030
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2022, 432, pp.114038. ⟨10.1016/j.jphotochem.2022.114038⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7c73909516ad6033360f8bc6270cffa8