Kajian fotofizikal dan fotoeletrik adunan ternari polimer terkonjugat dengan TiO2 untuk aplikasi diod pemancar cahaya putih organik

Abstract

Diod pemancar cahaya putih organik (WOLED) menjadi fokus pengkaji bagi menggantikan lampu fluorescens yang tidak mesra terhadap alam sekitar. Isu asas kepada WOLED adalah mekanisme pemindahan tenaga yang bergantung kepada kepekatan penderma dan nisbah antara penderma-penerima. Mekanisme pemindahan tenaga di dalam sistem binari WOLED telah kukuh. Walau bagaimanapun, mekanisme ini di dalam sistem ternari WOLED adalah lebih kompleks. Bagi meningkatkan pengetahuan ini, polimer Poly (9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7 diyl) (PFO), Poly [2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene], (MEH-PPV) dan pewarna 2-butyl-6-(butylamino)-1H-benz[de]isoquinoline-1,3(2H)-dione (F7GA) dipilih untuk diadunkan bersama membentuk sistem ternari. Seterusnya, TiO2 ditambah membentuk sistem nanokomposit dengan peratus berat, bt% tertentu. Keberkesanan adunan ini untuk dijadikan WOLED diperhatikan secara terperinci. Penyediaan sampel dijalankan dengan kaedah adunan larutan. Adunan polimer diadun dan dikacau selama 1 jam pada kelajuan 600 rpm sebelum dimendapkan. Bagi sistem nanokomposit pula, TiO2 ditambah dan dikacau selama 15 jam dan diikuti dengan proses sonifikasi selama 1 jam. Kesemua sampel dimendapkan menjadi filem dengan menggunakan teknik salutan berputar dengan tetapan 2000 putaran per minit selama 30 s. Pencirian sampel dijalankan dengan menggunakan spektroskopi UV-Vis, PL, FESEM, AFM dan FTIR. Pencirian sifat elektrik dijalankan dengan menggunakan pengukuran I-V. Hasil kajian mendapati, mekanisme pemindahan tenaga jenis Förster merupakan mekanisme yang berlaku di dalam sistem ternari. Pada penambahan peratus berat MEH-PPV yang rendah, PFO mendermakan tenaganya kepada MEH-PPV melalui mekanisme FRET. Pada peratus berat MEH-PPV yang tinggi, berlaku migrasi elektron didalam sistem. Manakala, di dalam sistem nanokomposit, peningkatan keamatan pancaran berjaya dipertingkatkan disebabkan oleh faktor pemerangkapan cas. Tetapi, peningkatan keamatan pancaran ini mempunyai had yang tertentu disebabkan oleh faktor gumpalan bagi TiO2. Peningkatan keamatan pancaran berjaya dipertingkatkan sehingga 10 bt% TiO2. Manakala, hasil dapatan daripada pencirian I-V mendapati bahawa nilai voltan pemula semakin berkurang. Ini memberi petanda bahawa kecekapan peranti dipertingkatkan dan mencapai nilai optimum pada 15 bt% TiO2. Walau bagaimanapun, voltan pemula bagi peranti mula menunjukkan peningkatan selepas penambahan 15 bt% TiO2. Sebagai hasilnya, kecekapan peranti mula menyusut.