Nowoczesne techniki spektroelektrochemiczne jako narzędzie dla badania procesów przeniesienia ładunku w polimerach skoniugowanych

• Autorzy: Jarosz T. , Krukiewicz K. , Łapkowski M. , Domagała W.

Warianty tytułu

EN

Spectroelectrochemical techniques as modern tools for investigating charge transfer processes in conjugated polymers

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Techniki elektrochemiczne, pozwalające monitorować procesy przeniesienia ładunku, są szeroko wykorzystywane do badania związków organicznych z grupy polimerów skoniugowanych. Materiały te znajdują zastosowanie w optoelektronice i są podstawą opracowania takich urządzeń elektroniki organicznej jak nowoczesne panele fotowoltaiczne, diody elektroluminescencyjne, tranzystory polowe, okna elektrochromowe i sensory chemiczne. Właściwości tych materiałów oraz ich zmiany podczas przebiegu procesów przeniesienia ładunku są jednym z głównych tematów badań prowadzonych z wykorzystaniem technik spektroelektrochemicznych w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów Politechniki Śląskiej. Sztandarową techniką należącą do tej grupy jest spektroelektrochemia EPR-UV-Vis-NIR, pozwalająca jednocześnie śledzić zmiany właściwości optycznych układów skoniugowanych i powstawanie oraz zanik nośników ładunku. Powiązanie ze sobą tych informacji pozwala na przypisanie, obserwowanym w warstwie polimerowej, rodzajom nośników ładunku przejść elektronowych i kompleksowa dyskusja zachodzących procesów domieszkowania/ oddomieszkowania.

EN

Electrochemical analysis techniques, allowing charge transfer processes to be followed, are frequently utilised in the study of organic compounds belonging to the group of conjugated polymers. These materials are widely used in optoelectronics and are the basis for the development of organic electronics devices, such as modern photovoltaic panels, light-emitting diodes, field effect transistors, electrochromic windows and chemical sensors. The physicochemical properties of these materials and their changes in the course of charge transfer processes are one of the main topics of research, conducted with the use of spectroelectrochemical techniques, in the Department of Physical Chemistry and Technology of Polymers at the Silesian University of Technology. The leading technique belonging to this group is EPRUV- Vis-NIR spectroelectrochemistry, allowing the changes in optical properties of conjugated systems to be followed simultaneously with the generation and decay of charge carriers. Joint consideration of this information allows electronic transitions, observed in the polymer layer, to be assigned to types of charge carriers types and the processes of doping / dedoping to be comprehensively discussed.

Słowa kluczowe

PL

spektroelektrochemia; polimery przewodzące; spektroskopia podczerwieni; spektroskopia Ramana; spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego

EN

spectroelectrochemistry; conjugated polymers; infrared spectroscopy; Raman spectroscopy; electron paramagnetic resonance

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 69, nr 8
• Strony: 485--490
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Jarosz T.

• Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Krukiewicz K.

• Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Łapkowski M.

• Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Domagała W.

• Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• 1. Kuwana T., Darlington R.K., Leedy D.W.: Electrochemical Studies Using Conducting Glass Indicator Electrodes. Analytical Chemistry 1964, 36 (10), 2023-2025 (http://dx.doi.org/10.1021/ac60216a003).
• 2. Strojek J.W., Kuwana T., Feldberg S.W.: Spectrochemical-electrochemical evaluation of kinetics using optically transparent electrodes. Journal of the American Chemical Society 1968, 90 (5), 1353-1355. (http://dx.doi.org/10.1021/ja01007a045).
• 3. Krawczyk J., Łapkowski M., Strojek J.W.: Minicomputer control of measurements of spectroelectrochemical processes: Part 1. Instrumentation and computer programs. Analytica Chimica Acta 1983, 152, 45-52 (http://dx.doi.org/10.1016/S0003-2670(00)84894-1).
• 4. Łapkowski M., Strojek J.W., Nemeth M., Mocak J.: Minicomputer control of measurements of spectroelectrochemical processes: Part 2. A New Measurement System for Simultaneous Coulometric and Spectrophotometric Investigations. Analytica Chimica Acta 1985, 171, 77–87 (http://dx.doi.org/10.1016/S0003-2670(00)84185-9).
• 5. Gale R.J.: Spectroelectrochemistry Theory and Practice. Springer 1988 (ISBN-13: 978-1461282785).
• 6. Kaim W., Klein A.: Spectroelectrochemistry. RSC Publishing 2008 (ISBN-13: 978-0854045501).
• 7. Petr A., Dunsch L., Neudeck A.: In situ uv-vis esr spectroelectrochemistry. Journal Electroanalytical Chemistry 1996, 412, 153-158 (http://dx.doi.org/10.1016/0022-0728(96)04582-2).
• 8. Pluczyk S., Zassowski P., Łapkowski M., Schab-Balcerzak E., Grucela M.: Comprehensive UV–Vis and EPR spectroelectrochemical characterization of ambipolar azomethinenaphthaldiimides. Journal of Electroanalytical Chemistry 2015, 745, 14–21 (http://dx.doi.org/10.1016/j.jelechem.2015.03.011).
• 9. Pluczyk S., Zassowski P., Rybakiewicz R., Wielgosz R., Zagorska M., Lapkowski M., Pron A.: UV-vis and EPR spectroelectrochemical investigations of triarylamine functionalized arylene bisimides. RSC Advances 2015, 5, 7401-7412. (http://dx.doi.org/10.1039/c4ra12603c).
• 10. Kurowska A., Kostyuchenko A.S., Zassowski P., Skorka L., Yurpalov V.L., Fisyuk A.S., Pron A., Domagala W.: Symmetrically Disubstituted Bithiophene Derivatives of 1,3,4-Oxadiazole, 1,3,4-Thiadiazole, and 1,2,4-Triazole – Spectroscopic, Electrochemical, and Spectroelectrochemical Properties. The Journal of Physical Chemistry C 2014, 118, 25176-25189 (http://dx.doi.org/10.1021/jp507838c).
• 11. Jarosz T., Brzeczek A., Walczak K., Lapkowski M., Domagala W.: Multielectrochromism of redox states of thin electropolymerised films of poly(3-dodecylpyrrole) involving a black coloured state. Electrochimica Acta 2014, 137, 595-601. (http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2014.06.018)
• 12. Wright I.A., Findlay N.J., Arumugam S., Inigo A.R., Kanibolotsky A. L., Zassowski P., Domagala W., Skabara P. J.: Fused H-shaped tetrathiafulvalene-oligothiophenes as charge transport materials for OFETs and OPVs. Journal of Materials Chemistry C 2014, 2, 2674-2683 (http://dx.doi.org/10.1039/c3tc32571g).
• 13. Jarosz T., Data P., Domagała W., Kuznik W., Kotwica K., Lapkowski M.: Solubility controlled electropolymerisation and study of the impact of regioregularity on the spectroelectrochemical properties of thin films of poly(3-octylthiophenes). Electrochimica Acta 2014, 122, 66-71. (http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2013.10.021).
• 14. Ledwon P., Turczyn R., Idzik K.R., Beckert R., Frydel J., Lapkowski M., Domagala W.: Doping behaviour of electrochemically generated model bithiophene meta-substituted star shaped oligomer. Materials Chemistry and Physics 2014, 147, 254-260 (http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.04.037).
• 15. Data P., Zassowski P., Lapkowski M., Domagala W., Krompiec S., Flak T., Penkala M., Swist A., Soloducho J., Danikiewicz W.: Electrochemical and spectroelectrochemical comparison of alternated monomers and their copolymers based on carbazole and thiophene derivatives. Electrochimica Acta 2014, 122, 118-129 (http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2013.11.167).
• 16. Karon K., Lapkowski M., Juozas G.: Electrochemical and UV-Vis/ESR spectroelectrochemical properties of polymers obtained from isomeric 2,7- and 3,6- linked carbazole trimers; influence of the linking topology on polymers properties. Electrochimica Acta 2014, 123, 176–182 (http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2013.12.180).
• 17. Zassowski P., Domagala W., Lapkowski M., Skabara P. J.: Electrochemistry and in-situ EPR spectroelectrochemistry of poly(3,4-ethylenedithiothiophene). Key Engineering Materials 2013, 559, 121-125 (http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.559.121).
• 18. Domagala W., Palutkiewicz D., Cortizo-Lacalle D., Kanibolotsky A.L., Skabara P. J.: Redox doping behaviour of poly(3,4-ethylenedithiothiophene)– The counterion effect. Optical Materials 2011, 33, 1405-1409. (http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2011.02.030).
• 19. Czichy M., Stolarczyk A., Wagner P., Domagala W., Lapkowski M., Officer D.L.: Electrochemical and UV-Vis/ESR spectroelectrochemical properties of thienylenevinylenes substituted by a 4-cyanostyryl group. Electrochimica Acta 2011, 56, 4445-4450 (http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2011.02.019).
• 20. Geniès E.M., Lapkowski M.: Spectroelectrochemical studies of redox mechanisms in polyaniline films. Evidence of two polaron-bipolaron systems. Synthetic Metals 1987, 21 (1–3), 117–121 (http://dx.doi.org/10.1016/0379-6779(87)90074-9).