Проект направлен на разработку и создание органических полимерных материалов для органической электроники. Используется комплексный подход, сочетающий теоретические и экспериментальные исследования процессов дезактивации энергии электронного возбуждения в сложных органических молекулах различного строения с целью целенаправленного создания органических молекул, эффективно излучающих в тонких пленках при фото- и электровозбуждении и перспективных для создания органических светодиодов
В ходе выполнения проектов РФФИ (гранты РФФИ: № 01-02-16901 «Особенности спонтанного и вынужденного излучения молекул в мощных световых полях», №02-02-08104 инно «Разработка и создание органических материалов для оптических технологий»), были исследованы особенности излучения органических молекул в матрицах и тонких пленках при фотовозбуждении. Показана возможность создания молекулярной композиции (органическая молекула + модифицированный полимер), в которой излучательная способность органической молекулы будет сравнима с таковой в растворах.
В настоящем проекте планируется исследование особенностей излучения органических молекул в тонких пленках при фото – и электровозбуждении, разработка технологий создания органических тонкопленочных структур, эффективно излучающих в широком спектральном диапазоне, обладающих высокой стабильностью.
Органические полимерные тонкопленочные материалы будут использованы для создания органических светодиодов, использующихся в сверхплоских полимерных цветных дисплеях большого формата на гибкой основе и новых источниках света, способных заменить традиционные источники (лампы накаливания и газоразрядные люминесцентные лампы)
В мире достигнуты значительные успехи в создании органических светодиодов, рынок наполнен устройствами на их основе, однако остается проблема их стабильности, возможности излучать при низких напряжениях, повышения яркости и заполнения спектрального диапазона. Это требует целенаправленной разработки оптимальных молекулярных композиций, доработки их технологии и понижения стоимости.
Проблема, на решение которой направлен проект соответствует пункту 3.1 «Материалы дли микро - и наноэлектроники» Приложение 2 «Приоритетные направления науки и техники» (газета «Поиск» №46 от 18 11.2005).
Авторы проекта имеют многолетний опыт исследования спектроскопических свойств органических молекул в различных агрегатных состояниях, установления закономерности их изменения в зависимости от строения молекул, условий возбуждения, межмолекулярных взаимодействий и т.д. Это позволило им создать ряд органических материалов для квантовой электроники (активные среды перестраиваемых лазеров, в том числе твердотельные, лимитеры оптического излучения). Исследованы особенности поглощения органических молекул в тонких пленках при фотовозбуждении. Развита экспериментальная база для создания органических тонкопленочных структур и исследования их элекиролюминесценции. Создана серия мощных излучающих диодов и сложных светотехнических устройств на основе неорганических полупроводниковых материалов (арсенид галлия, твердые растворы соединений А3Б5)
Накопленные знания позволят коллективу создать новый тип светодиодов на основе органических соединений.

В ходе выполнения проекта
Проведены исследования фотопроцессов в органических молекулах различного строения (родаминах, аминокумаринах, производном пирана – DCM) в пленках. В качестве полимеробразующей среды использованы, акриловые полимеры, поливинилкарбазол и его производные. Пленки изготавливались методом центрифугирования на стекле или полиэтилентерофталате, толщина пленок варьировалась от 100 нм до 1000 нм. Исследовались особенности поглощения и излучения органических молекул при фотовозбуждении излучением ламп и лазеров: 2-й гармоники АИГ-Nd3+ -лазера (532 нм) и XeC l- лазера (308нм). Определены квантовые выходы флуоресценции введенных в пленки люминофоров, а также спектры вынужденного излучения. Изучена их фотостабильность. Установлены закономерности их изменения в зависимости от полимеробразующего материала и технологии изготовления пленок. С использованием разработанной технологии создана органическая тонкопленочная структура на прозрачном аноде ITO (оксид индия и олова): ITO/PVK+TPD+Alq3/Al, для получения полимерных пленок использовался поливинилкарбазол (PVK). Отработаны условия формирования структур с комплексом свойств, необходимых для получения их электролюминесценции. Исследованы вольтамперные характеристики и зарегистрирована электролюминесценция указанной тонкослойной структуры.
Создана технологическая и экспериментальная база для получения органических тонкопленочных структур и исследования их свойств. Методом центрифугирования и термовакуумного напыления созданы электролюминесцентные структуры на основе металлоорганических комплексов(Alq3 и Ir(PPy)3, а также на основе бифенилилов, излучающих в синем диапазоне спектра. Исследованы их спектрально-люминесцентные свойства при фотовозбуждении, а также при возбуждении электрическим током. Установлены некоторые закономерности изменения их вольтамперных и вольтяркостных характеристик в зависимости от их структуры: материала катода, присутствия дополнительных слоев на границе эмиссионный слой – анод, эмиссионный слой – катод, способа формирования излучающего слоя (центрифугирование, напыление), природы излучающего органического соединения. Показано, что вольтамперные и вольтяркостные характеристики (пороговое напряжение, при котором появляется электролюминесценция, ток проводимости, интенсивность свечения) определяются составом, толщиной, способом формирования пленок, материалом катода, а также строением структур. Так, слой PEDOT планирует поверхность ITO и исключает появление электропроводящих контактов ITO- катод. Слой LiF между органической пленкой и пленкой катода предотвращает взаимодействие металлов катода с органическими излучающими слоями и усиливает яркость электролюминесценции. Показано, что для формирования полимерных излучающих слоев в зеленом диапазоне спектра целесообразно использовать поливинилкарбазол вследствие возможности переноса энергии возбуждения на излучающие молекулы и усиление их электролюминесценции. Показана перспективность создания электролюминесцентных устройств синего диапазона спектра.

Apache