Spectroscopic properties of poly(9,9‐dioctylfluorene) thin films possessing varied fractions of β‐phase chain segments: enhanced photoluminescence efficiency via conformation structuring

Abstract

Poly(9,9‐dioctylfluorene) (PFO) is a widely studied blue‐emitting conjugated polymer, the optoelectronic properties of which are strongly affected by the presence of a well‐defined chain‐extended “β‐phase” conformational isomer. In this study, optical and Raman spectroscopy are used to systematically investigate the properties of PFO thin films featuring a varied fraction of β‐phase chain segments. Results show that the photoluminescence quantum efficiency (PLQE) of PFO films is highly sensitive to both the β‐phase fraction and the method by which it was induced. Notably, a PLQE of ∼69% is measured for PFO films possessing a ∼6% β‐phase fraction induced by immersion in solvent/nonsolvent mixtures; this value is substantially higher than the average PLQE of ∼55% recorded for other β‐phase films. Furthermore, a linear relationship is observed between the intensity ratios of selected Raman peaks and the β‐phase fraction determined by commonly used absorption calibrations, suggesting that Raman spectroscopy can be used as an alternative means to quantify the β‐phase fraction. As a specific example, spatial Raman mapping is used to image a mm‐scale β‐phase stripe patterned in a glassy PFO film, with the extracted β‐phase fraction showing excellent agreement with the results of optical spectroscopy. © 2016 The Authors. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics Published by Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2016, 54, 1995–2006

Особенности Фотопроцессов В Пленках Поли(9,9-Ди-Н-Октилфлуоренил-2,7-Диил), Допированных Солью KI

“…1, кривая 1). Согласно работам [20][21][22], полоса с максиму-мом на 440 nm обусловлена наличием кристаллической фазы полимера (β-фазы). Наличие интенсивной полосы поглощения с максимумом на 380 nm свидетельствует о доминировании неупорядоченной структуры в поли-мерной пленке.…”

“…С использованием методики, приведенной в работе [21], была оценена доля кристаллической фазы в образ-цах. Полученные результаты приведены в табл.…”

“…1. Также на рост неупорядоченности пленок PFO с добавлением KI указывает увеличение интенсивности поглощения в области 285 nm [21].…”

“…показывают, что свечение исследуемых образцов обу-словлено излучением кристаллической фазы полимера PFO [20,21]. Как показано в работе [22], в полимерной пленке PFO в присутствии упорядоченной и неупо-рядоченной фаз наблюдается значительный синглет-синглетный перенос энергии с неупорядоченных цепей полимера на упорядоченные.…”

“…В ряде ра-бот [17][18][19] исследованы свойства как быстрой флуорес-ценции, так и длительной люминесценции. Структура полимерных пленок в значительной степени зависит от технологии их изготовления и используемого раствори-теля [20][21][22].…”