[논문]순환전압전류법과 일정전류전위차법을 이용한 PBD와 PVK의 이온화에너지, 전자친화도 및 전기화학적 특성에 관한 연구

형경우; 최돈수

doi:10.4313/jkem.2003.16.12s.1273

순환전압전류법과 일정전류전위차법을 이용한 PBD와 PVK의 이온화에너지, 전자친화도 및 전기화학적 특성에 관한 연구
Study on The lonzation Potential, Electron Affinity and Electrochemical Property of PBO and PVK using Cyclic Voltammetry and Constant Current Potentiometry 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.16 no.12 suppl., 2003년, pp.1273 - 1277

형경우 (전주대학교 자연과학부) , 최돈수 (한국전기연구원(KERI) 지중시스템)

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of molecular structure on the redox properties are explored by the cyclic voltammetry, constant current potentiometry and spectroscopy using the thin films of organic electroluminescence materials of Poly(N-vinylcarbazole); PVK and 2- (4'-tert-butylphenyl) -5-(4"-bisphenyl) -1,3,4-oxadiazole; PBD. The UV/visible absorption maxima and band gap (E$\_$g/) show at 310nm (4.00eV) and 368nm (3.37eV) for FBD, 344nm (3.60eV) and 356nm (3.48eV) for PVK, respectively. The measured electrochemical ionization potential (IP) and electron affinity (EA) of these materials we 5.87 and 2.82eV for PBD, 5.80 and 3.17eV for PVK, respectively. The electrical band gaps are 3.05eV for PBD and 2.78eV for PVK, respectively. The electrical hole gap and electron gap with respect to the first rising potentials and the inflection potentials are obtained to be 0.39V and 0.41V for PBD, 0.25V and 0.28V for FVK, respectively.

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문제 정의

본 연구는 전기화학적 방법과 분광학적 방법을 이용하여 PBD와 PVK의 IP, EA와 咲를 분석하고자 하며, 분광학적 방법은 UV/visible 흡수 분광기와 광발광 (Photoluminescence) 분광기를 이용하였으며, 전기화학적 방법은 순환전압전류법 (Cyclic Voltammetry; CV)과 일 정전류전위차법 (Constant Current Potentiometry; CCP)을 이용하여 여러 가지 전기적 특성을 연구하고자 한다. PBD와 PVK 의 분자 구조식은 그림 1에 나타내었다.

제안 방법

그림 5. PVK의 UV/visible과 PL 분광분석.
실험방법에 이용한 WE는 산화반응의 측정으로 ITO 전극과 환원반응의 측정으로 A1 전극을 사용하였으며, 시료는 유기 분자 선 축적 (organic molecular beam deposition; OMBD)법을 이용하여 ITO 전극과 Al 전극에 500A의 두께로 증착 시킨 후, 용존 산소를 제거한 전기화학 셀 (RE, CE, 유기용매, 전해질)에 담가 분석하였다. 이때 막으로 된 WE의 크기는 3cmXlcm이였다.
실험에 사용된 CV와 CCP는 실험실에서 직접 제작하였으며, 분석장치의 전체적인 제어와 데이타의 수집 및 분석은 586-PC를 이용하였고, C++로 작성된 프로그램에 의하여 CV와 CCP를 제어하였다. 실험에 사용된 분석장치의 구성은 크게 4 부분이다.
첫째, 시료의 측정단계로 시료를 WE에 필름으로 제작한 후, 전기화학 셀 (전해질, RE, CE)에 담가 분석하는 단계. 둘째, 표준물질 (ferrocene)을 이용한 A* g/Ag 전극의 SCE 전극에 대한 전위로 환산하는 단계.

대상 데이터

1M BtuNClCU를 이용하였으며, 유기용매는 acentonitrile과 DMF를 사용하였다. A* g/Ag (0.1M AgNO:!) 전극의 SCE (포화 칼로멜전극)에대한 전위 환산은 표준물질 IxIOem ferrocene을 사용하였다. CV의 전위 주사속도 (scan rate)는 150mV/s ~ 100mV/s로 하였으며, CCP의 일정 전류량 세기는 100mA ~ 10mA를 사용하였다.
CV와 CCP 분석장치에 사용한 3전극은 보조 전극 (Counter Electrode; CE), 작업 전극 (Working Electrode; WE) 그리고 기준전극 (Reference Electrode; RE)을 이용하였으며, CE는 직경 08皿 백금선, WE는 삼성코닝사의 Indium Tin Oxide (ITO)와 실험실에서 유리판 위에 증착한 A1 전극을 사용하였다. RE는 직경 2㎛ 은선과 다공성막을을 이용하여 실험실에서 직접 제작한 Ag/Ag+ 전극을 사용하였으며, RE의 전위 환산에 사용된 표준물질은 Aldrich Chemical Company, Inc.
UV/visible 흡수분광기는 Hewlett Packard 8425A spectrometer를 사용하였으며, 광발광 (PL) 분광기는 Perkin Elmer LS50B를 사용하였다.
이때 막으로 된 WE의 크기는 3cmXlcm이였다. 그리고 지지 전해질은 0.1M BtuNClCU를 이용하였으며, 유기용매는 acentonitrile과 DMF를 사용하였다. A* g/Ag (0.
의 Ferrocene 을 사용하였다. 유기용매는 Johonson Matthey Electronics 의 acetonitrile 고F DMF, DMSO 1 급 시 약이 었으며, 지 지전해 질은 TCI 사의 Bu’Cld를 사용하였다.
RE는 직경 2㎛ 은선과 다공성막을을 이용하여 실험실에서 직접 제작한 Ag/Ag+ 전극을 사용하였으며, RE의 전위 환산에 사용된 표준물질은 Aldrich Chemical Company, Inc. 의 Ferrocene 을 사용하였다. 유기용매는 Johonson Matthey Electronics 의 acetonitrile 고F DMF, DMSO 1 급 시 약이 었으며, 지 지전해 질은 TCI 사의 Bu’Cld를 사용하였다.

성능/효과

性에 기인되는 PBD의 급격히 증가하는 전기화학적 첫 번째 산화반응 지점 +0.89V에서 두 번째 변곡점 +1.28V까지의 차로 얻은 전기화학적 정공 갭은 0.39eV이고, 환원반응 -L76V와 -2.17V의 차로 얻은 전기 화학적 전자갭은 0.41eV이므로, PBD 는 정공 (hole)과 전자 (electron)가 거의 비슷하게 공급되는 물질임을 알 수 있었다.

참고문헌 (8)

Sohn, B.-H., Kim, K., Choi, D. S., Kim, Y. K., Jeoung, S. C., Jin, J.-I.. Synthesis and Luminescence Properties of Poly[2-(9,9-dihexylfluorene-2-yl)-1,4-phenylenevinylene] and Its Copolymers Containing 2-(2-Ethylhexyloxy)-5-methoxy-1,4-phenylenevinylene Units. Macromolecules, vol.35, no.8, 2876-2881.

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Kim, Young Kwan, Pyo, Sang-Woo, Choi, Don Soo, Hue, Hyun Sue, Lee, Seung Hee, Ha, Yun-Kyoung, Lee, Han Sung, Kim, Jung Soo, Kim, Woo Young. Chlorine effect on- electroluminescence of Tb complexes. Synthetic metals, vol.111, 113-117.

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Hamaguchi, M., Fujii, A., Ohmori, Y., Yoshino, K.. Multilayer polymer electroluminescent devices: Color-variable emission through charge carrier confinement. Synthetic metals, vol.84, no.1, 557-558.

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Guangming, W., Chunwei, Y., Zuhong, L., Yu, W.. Enhancement of organic electroluminescent intensity by charge transfer from guest to host. Journal of luminescence, vol.68, no.1, 49-54.

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