Effiziente thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz in endohedralen Metallofullerenen

• Antragsteller: Dr. Alexey A. Popov
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421793592

Die kürzliche gemachte Entdeckung der effizienten thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz (engl.: thermally activated delayed flourecence, TADF) in dem endohedralen Metallofullerenen (EMF) Y3N@C80 zeigt auf, dass EMFs starke Leuchtstoffe sein können. Ihre photophysikalischen Eigenschaften und die Elektronverteilung in den angeregten Zuständen sind jedoch nicht gut verstanden. In diesem Projekt wird eine systematische Untersuchung der Lumineszenzeigenschaften einer Reihe von EMFs und deren Derivate durchgeführt werden. Zeitaufgelöste und stationäre Lumineszenzmessungen bei unterschiedlichen Temperaturen werden weitere EMFs mit effizienter TADF offenbaren. Der Einfluss der chemischen Derivatisierung auf die TADF wird für Fulleren-Cyclo- und Radikaladdukte mit unterschiedlichen Additionsmustern untersucht werden. Konventionelle und optisch detektierte Elektronenspinresonanzspektroskopie werden verwendet werden, um die Spindichteverteilung in den photoangeregten Triplettzuständen von EMFs zu untersuchen. Zeitabhängige DFT-Rechnungen werden die Energetik und räumliche Verteilung von Elektronenanregungen in EMFs vorhersagen und experimentelle Beobachtungen rationalisieren. Diese Arbeiten werden die Faktoren offenbaren, die den Mechanismus des stahlenden- und nicht-strahlenden Zerfalls der photoangeregten Zustände sowie die Effizienz der Lumineszenz von EMFs beeinflussen. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden es ermöglichen, die Potentiale von EMFs als Emitter im roten bis nahen Infrarotbereich, als thermische Sensoren sowie als Singulett-Sauerstoff-Sensibilisatoren abzustecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen