1,720,967 research outputs found
Photothermal properties of organic luminescent materials
No full textEfficiënte organische lichtgevende dioden, zoals tegenwoordig gebruikt in
smartphones en beeldschermen, zijn afhankelijk van sterk emitterende
moleculen. Een PLQY-meting, die het vermogen van luminescente stralers
karakteriseert om fotonen efficiënt opnieuw uit te zenden na fotonabsorptie, is
daarom cruciaal om te identificeren welke moleculen de beste bouwstenen vormen
voor dergelijke apparaten. Voor dergelijke hoge PLQY-moleculen zijn gebruikelijke
technieken, b.v. de integrerende sfeertechniek beperkt tot een precisie van meer
dan één procent. Nauwkeurige kennis van de PLQY is echter heel cruciaal voor
sommige opkomende toepassingen, zoals luminescente concentratoren en
luminescente koeling. De prestaties van deze toepassingen schalen superlineair
met de PLQY vanwege fotonrecycling: een uitgezonden foton kan opnieuw worden
geabsorbeerd en vervolgens opnieuw worden uitgezonden, wat resulteert in een
algehele efficiëntie die schaalt als (PLQY)
N , waarbij N het aantal absorptie-
/heremissiegebeurtenissen is. Alleen voor PLQY-waarden binnen een zeer kleine
fractie ε van één, blijft de algehele fotonverzamelingsopbrengst (1‐ε)
N ≈ 1‐εN
voldoende hoog voor een grote N. Het is dus belangrijk om de gevoeligheid
waarmee PLQY-metingen kunnen worden uitgevoerd om nauwkeurig de meest
veelbelovende luminoforen voor dergelijke toepassingen te identificeren. Tijdens
dit doctoraat werd een nieuwe techniek ontwikkeld en gebouwd, waarmee de
PLQY van luminescerende stralers in oplossingen met een zeer hoge precisie kan
worden gemeten. Het combineert spectroscopische metingen met fotothermische
technieken om de verhouding tussen uitgestraald licht en geproduceerde warmte
te meten. Met behulp van een afstembare laser kan de nieuwe opstelling
evalueren hoe deze verhouding varieert voor verschillende excitatiegolflengten.
Hiermee kunnen we de fotothermische drempelenergie berekenen, d.w.z. de
fotonenergie waarbij gemiddeld geen warmte wordt geproduceerd door het
chromofoor. Via deze fotothermische drempelenergie kunnen we de PLQY van het
molecule bepalen: het is de verhouding tussen zijn fotothermische
drempelenergie en de gemiddelde energie van een uitgezonden foton. De
opstelling werd getest voor zes verschillende fluorescerende moleculen in
oplossingen met een lage concentratie en er werden PLQY-waarden bereikt met
een ongekende precisie tot ±0,003 binnen een betrouwbaarheidsinterval van 95%. Om de nauwkeurigheid van de verkregen resultaten te beoordelen, werden twee
verschillende fotothermische technieken, fotothermische deflectiespectroscopie
en thermische lensing, gebruikt om onafhankelijke metingen uit te voeren, waarbij
de resultaten over het algemeen binnen de foutenmarge vielen. We verbeterden
ook de gevoeligheid van Rhodamine 6G in ethanol, een gevestigde
fluorescentiestandaard tot een waarde van PLQY = 0,945 ± 0,003 binnen een
betrouwbaarheidsinterval van 95%. Naast de fotothermische technieken zijn ook
PLx-metingen in de opstelling opgenomen, waarbij de relatieve uitgezonden
intensiteit wordt onderzocht als functie van de excitatiegolflengte. Door het PLxgedeelte van de opstelling uit te breiden met een spectrometer, hebben we
mogelijke excitatiegolflengte-gerelateerde spectrale veranderingen in het
emissiespectrum onderzocht. Verder, door de juiste delen van het
emissiespectrum voor elke excitatiegolflengte te integreren, hebben we uiterst
gevoelige metingen van de absorptiestaarten verkregen, die zeven grootteordes
dekken. Absorptiespectra die als zodanig zijn verkregen voor verschillende
luminescerende emitters in oplossing en dunne film, bevestigen experimenteel de
Roosbroeck-Shockley-wederkerigheidssrelatie, die het emissiespectrum van een
molecule rechtstreeks koppelt aan zijn absorptiespectrum. Dit impliceert dat, voor
de gemeten organische moleculen, de uitgezonden fotonen afkomstig zijn van een
thermisch geëquilibreerde manifold. De wederkerigheidsrelatie is niet altijd direct
van toepassing, b.v. wanneer er een onzuiverheid aanwezig is. Onze opstelling is
in staat om minuscule luminescerende onzuiverheden te detecteren, en via
spectrale ontleding konden we de aanwezigheid van een peryleenrode
onzuiverheid in een peryleenoranje oplossing identificeren met een
gewichtsverhouding van ongeveer 1:4000. De gevoelige PLx-metingen stelden
ons ook in staat om de aanwezigheid van schouders in de absorptiestaart van
peryleenrood en peryleenoranje waar te nemen. Deze schouders zijn afkomstig
van optische overgangen die worden ondersteund door hoogfrequente fononen
naar de aangeslagen toestand met de laagste energie, d.w.z. door fononen
ondersteunde absorptie waarbij het geabsorbeerde foton een lagere energie heeft
dan de gemiddelde energie van het uitgezonden foton, wat resulteert in fotonupconversie. Voor een oplossing van peryleenrood in chloroform laten PLxmetingen een hoge zuiverheid zien, waardoor we dergelijke door fononen ondersteunde foton-upconversie direct kunnen waarnemen. Wanneer de
excitatie-energie onder de fotothermische drempelenergie ligt, gaat de absorptie
van een foton gemiddeld gepaard met de extractie van een fonon. Dit zou in
principe leiden tot een netto onttrekking van warmte aan het monster, oftewel
luminescerende afkoeling. Door gebruik te maken van het
absorptiestaartspectrum, zoals verkregen uit een PLx-meting, en de PLQY, zoals
gemeten door de gevoelige PLQY-opstelling, analyseren we het potentieel van
peryleenrood voor luminescerende koeling. We modelleerden de totale potentiële
temperatuurstijging of temperatuursdaling van de peryleenroodoplossing voor
verschillende excitatiegolflengtes, evenals de tijdsafhankelijke exponentiële
toename of afname van de temperatuur. Door een temperatuursafhankelijke
roodverschuiving van de emissiespectra te analyseren, verifiëren we dat het
model nauwkeurig kan voorspellen hoe de peryleenroodoplossing in de tijd van
temperatuur verandert, voor een paar verschillende excitatiegolflengten. Voor een
laservermogen van P = 0.100W voorspelt het model een maximale netto afkoeling
van ΔT = 5 × 10‐5K bij Eexc = 1.86eV, wat onder de detectielimiet van onze opstelling
ligt. Door de thermische isolatie te verbeteren en de oplossing te optimaliseren,
kan maximaal twee ordes van grootte in ΔT worden gewonnen. Hoewel dergelijke
afkoeling nog steeds onder de detectielimiet zou blijven, biedt dit proefschrift een
solide raamwerk voor het verder beoordelen van de mogelijkheid van andere
luminescerende moleculen voor luminescerende afkoeling, zoals bewezen door de
nauwkeurige voorspellingen in opwarming bij foto-excitatie.
Ten slotte verschuiven we van zeer gevoelige optische spectroscopie naar zeer
gevoelige opto-elektronische spectroscopie. Door PLx-metingen te vervangen
door fotostroommetingen met behulp van een FTIR gaan we van gevoelige
absorptie naar gevoelige EQEPV -metingen. We laten zien dat een uitgebreide
versie van de Roosbroeck-Shockley reciprociteitsrelatie, waarbij absorptie en
emissie worden uitgebreid met ladingsopwekking en -verzameling, geldt voor
verschillende organische zonnecellen. Voor verschillende organische
fotovoltaïsche apparaten onthulden gevoelige EQEPV-metingen hoe het wijzigen
van donor-acceptor-energieniveaus een blauwverschuiving kan veroorzaken en
de absorptie van ladingsoverdracht kan verminderen, waardoor de prestaties van
zonnecellen worden verbeterd. Bovendien werden, in combinatie met spanning-stroommetingen, gevoelige EQEPV -metingen gebruikt om nietstralingsspanningsverliezen te kwantificeren, die goed bleken te correleren met
de breedte van het emissiespectrum. De breedte van het emissiespectrum wordt
bepaald door de reorganisatie-energie. Deze bevindingen stellen ons dus in staat
te concluderen dat toekomstige hoogwaardige materialen voor organische
fotovoltaïsche cellen lage reorganisatie-energieën zouden moeten hebben
Photothermal properties of organic luminescent materials
No full textEfficiënte organische lichtgevende dioden, zoals tegenwoordig gebruikt in
smartphones en beeldschermen, zijn afhankelijk van sterk emitterende
moleculen. Een PLQY-meting, die het vermogen van luminescente stralers
karakteriseert om fotonen efficiënt opnieuw uit te zenden na fotonabsorptie, is
daarom cruciaal om te identificeren welke moleculen de beste bouwstenen vormen
voor dergelijke apparaten. Voor dergelijke hoge PLQY-moleculen zijn gebruikelijke
technieken, b.v. de integrerende sfeertechniek beperkt tot een precisie van meer
dan één procent. Nauwkeurige kennis van de PLQY is echter heel cruciaal voor
sommige opkomende toepassingen, zoals luminescente concentratoren en
luminescente koeling. De prestaties van deze toepassingen schalen superlineair
met de PLQY vanwege fotonrecycling: een uitgezonden foton kan opnieuw worden
geabsorbeerd en vervolgens opnieuw worden uitgezonden, wat resulteert in een
algehele efficiëntie die schaalt als (PLQY)
N , waarbij N het aantal absorptie-
/heremissiegebeurtenissen is. Alleen voor PLQY-waarden binnen een zeer kleine
fractie ε van één, blijft de algehele fotonverzamelingsopbrengst (1‐ε)
N ≈ 1‐εN
voldoende hoog voor een grote N. Het is dus belangrijk om de gevoeligheid
waarmee PLQY-metingen kunnen worden uitgevoerd om nauwkeurig de meest
veelbelovende luminoforen voor dergelijke toepassingen te identificeren. Tijdens
dit doctoraat werd een nieuwe techniek ontwikkeld en gebouwd, waarmee de
PLQY van luminescerende stralers in oplossingen met een zeer hoge precisie kan
worden gemeten. Het combineert spectroscopische metingen met fotothermische
technieken om de verhouding tussen uitgestraald licht en geproduceerde warmte
te meten. Met behulp van een afstembare laser kan de nieuwe opstelling
evalueren hoe deze verhouding varieert voor verschillende excitatiegolflengten.
Hiermee kunnen we de fotothermische drempelenergie berekenen, d.w.z. de
fotonenergie waarbij gemiddeld geen warmte wordt geproduceerd door het
chromofoor. Via deze fotothermische drempelenergie kunnen we de PLQY van het
molecule bepalen: het is de verhouding tussen zijn fotothermische
drempelenergie en de gemiddelde energie van een uitgezonden foton. De
opstelling werd getest voor zes verschillende fluorescerende moleculen in
oplossingen met een lage concentratie en er werden PLQY-waarden bereikt met
een ongekende precisie tot ±0,003 binnen een betrouwbaarheidsinterval van 95%. Om de nauwkeurigheid van de verkregen resultaten te beoordelen, werden twee
verschillende fotothermische technieken, fotothermische deflectiespectroscopie
en thermische lensing, gebruikt om onafhankelijke metingen uit te voeren, waarbij
de resultaten over het algemeen binnen de foutenmarge vielen. We verbeterden
ook de gevoeligheid van Rhodamine 6G in ethanol, een gevestigde
fluorescentiestandaard tot een waarde van PLQY = 0,945 ± 0,003 binnen een
betrouwbaarheidsinterval van 95%. Naast de fotothermische technieken zijn ook
PLx-metingen in de opstelling opgenomen, waarbij de relatieve uitgezonden
intensiteit wordt onderzocht als functie van de excitatiegolflengte. Door het PLxgedeelte van de opstelling uit te breiden met een spectrometer, hebben we
mogelijke excitatiegolflengte-gerelateerde spectrale veranderingen in het
emissiespectrum onderzocht. Verder, door de juiste delen van het
emissiespectrum voor elke excitatiegolflengte te integreren, hebben we uiterst
gevoelige metingen van de absorptiestaarten verkregen, die zeven grootteordes
dekken. Absorptiespectra die als zodanig zijn verkregen voor verschillende
luminescerende emitters in oplossing en dunne film, bevestigen experimenteel de
Roosbroeck-Shockley-wederkerigheidssrelatie, die het emissiespectrum van een
molecule rechtstreeks koppelt aan zijn absorptiespectrum. Dit impliceert dat, voor
de gemeten organische moleculen, de uitgezonden fotonen afkomstig zijn van een
thermisch geëquilibreerde manifold. De wederkerigheidsrelatie is niet altijd direct
van toepassing, b.v. wanneer er een onzuiverheid aanwezig is. Onze opstelling is
in staat om minuscule luminescerende onzuiverheden te detecteren, en via
spectrale ontleding konden we de aanwezigheid van een peryleenrode
onzuiverheid in een peryleenoranje oplossing identificeren met een
gewichtsverhouding van ongeveer 1:4000. De gevoelige PLx-metingen stelden
ons ook in staat om de aanwezigheid van schouders in de absorptiestaart van
peryleenrood en peryleenoranje waar te nemen. Deze schouders zijn afkomstig
van optische overgangen die worden ondersteund door hoogfrequente fononen
naar de aangeslagen toestand met de laagste energie, d.w.z. door fononen
ondersteunde absorptie waarbij het geabsorbeerde foton een lagere energie heeft
dan de gemiddelde energie van het uitgezonden foton, wat resulteert in fotonupconversie. Voor een oplossing van peryleenrood in chloroform laten PLxmetingen een hoge zuiverheid zien, waardoor we dergelijke door fononen ondersteunde foton-upconversie direct kunnen waarnemen. Wanneer de
excitatie-energie onder de fotothermische drempelenergie ligt, gaat de absorptie
van een foton gemiddeld gepaard met de extractie van een fonon. Dit zou in
principe leiden tot een netto onttrekking van warmte aan het monster, oftewel
luminescerende afkoeling. Door gebruik te maken van het
absorptiestaartspectrum, zoals verkregen uit een PLx-meting, en de PLQY, zoals
gemeten door de gevoelige PLQY-opstelling, analyseren we het potentieel van
peryleenrood voor luminescerende koeling. We modelleerden de totale potentiële
temperatuurstijging of temperatuursdaling van de peryleenroodoplossing voor
verschillende excitatiegolflengtes, evenals de tijdsafhankelijke exponentiële
toename of afname van de temperatuur. Door een temperatuursafhankelijke
roodverschuiving van de emissiespectra te analyseren, verifiëren we dat het
model nauwkeurig kan voorspellen hoe de peryleenroodoplossing in de tijd van
temperatuur verandert, voor een paar verschillende excitatiegolflengten. Voor een
laservermogen van P = 0.100W voorspelt het model een maximale netto afkoeling
van ΔT = 5 × 10‐5K bij Eexc = 1.86eV, wat onder de detectielimiet van onze opstelling
ligt. Door de thermische isolatie te verbeteren en de oplossing te optimaliseren,
kan maximaal twee ordes van grootte in ΔT worden gewonnen. Hoewel dergelijke
afkoeling nog steeds onder de detectielimiet zou blijven, biedt dit proefschrift een
solide raamwerk voor het verder beoordelen van de mogelijkheid van andere
luminescerende moleculen voor luminescerende afkoeling, zoals bewezen door de
nauwkeurige voorspellingen in opwarming bij foto-excitatie.
Ten slotte verschuiven we van zeer gevoelige optische spectroscopie naar zeer
gevoelige opto-elektronische spectroscopie. Door PLx-metingen te vervangen
door fotostroommetingen met behulp van een FTIR gaan we van gevoelige
absorptie naar gevoelige EQEPV -metingen. We laten zien dat een uitgebreide
versie van de Roosbroeck-Shockley reciprociteitsrelatie, waarbij absorptie en
emissie worden uitgebreid met ladingsopwekking en -verzameling, geldt voor
verschillende organische zonnecellen. Voor verschillende organische
fotovoltaïsche apparaten onthulden gevoelige EQEPV-metingen hoe het wijzigen
van donor-acceptor-energieniveaus een blauwverschuiving kan veroorzaken en
de absorptie van ladingsoverdracht kan verminderen, waardoor de prestaties van
zonnecellen worden verbeterd. Bovendien werden, in combinatie met spanning-stroommetingen, gevoelige EQEPV -metingen gebruikt om nietstralingsspanningsverliezen te kwantificeren, die goed bleken te correleren met
de breedte van het emissiespectrum. De breedte van het emissiespectrum wordt
bepaald door de reorganisatie-energie. Deze bevindingen stellen ons dus in staat
te concluderen dat toekomstige hoogwaardige materialen voor organische
fotovoltaïsche cellen lage reorganisatie-energieën zouden moeten hebben
Accurate, Precise, and Verifiable Photoluminescence Efficiency of Colloidal Quantum Dots Sols by Photothermal Threshold Quantum Yield Analysis
No full textColloidal quantum dots (QDs) have become multipurpose luminophores that combine a broad excitation with a narrow emission spectrum. Applications in displays, lighting, or solar-energy conversion, however, require quantum dots that have a photoluminescent quantum yield (PLQY) approaching unity. This need makes the accurate, precise, and verifiable determination of the photoluminescence efficiency of QDs of utmost importance for the field. Here, we describe photothermal threshold quantum yield as a calorimetric method for measuring the PLQY of QDs in liquid dispersions. Taking the example of InP-based core/shell QDs, we detail the principles behind the analysis, and we benchmark results relative to the spectroscopic determination using an absolute PLQY measurement with an integrating sphere. We argue that the accuracy of the method for highly efficient emitters, and the simplicity of the data and the data analysis make photothermal threshold quantum yield well suited for certifying the photoluminescence efficiency of QDs.P.S. acknowledges VLAIO (O&O ReQLED2020) and FWOVlaanderen (12A9123N) for research funding. Z.H. acknowledges the FWO-Vlaanderen (research project G0B2921N), Ghent University (BOF-GOA 01G02124) and Catalisti (cSBO NaPoly) for research funding. S.M. and KV acknowledge the European Research Council (ERC, grant agreement 864625) and Hasselt University (BOF19OWB15)
Ultra-precise photothermal measurements reveal near unity photoluminescence quantum yields of molecular emitters in solution
No full textThis work was funded by the European Research Council (ERC, grant agreement 864625) and the Special Research Fund (BOF) of Hasselt University BOF19OWB15
The Cost of Converting Excitons into Free Charge Carriers in Organic Solar Cells
No full textEfficient exciton dissociation and subsequent generation of free charge carriers at the organic donor-acceptor interface requires a number of electron-transfer processes. It is a common view that these steps result in an unavoidable energy loss in organic photovoltaic devices that is not present in other types of solar cells. The currently best performing organic solar cells with power conversion efficiencies over 16% challenge this view, and no interfacial charge-transfer states with energy significantly lower than the strongly absorbing singlet states are detected within the gap of the used donor and acceptor materials. This Perspective will discuss implications, the remaining sources of energy loss, and open questions to be solved to achieve power conversion efficiencies over 20%.The authors acknowledge funding from the Flemish Research Foundation (FWO Vlaanderen) through projects G0D0118N and G0B2718N and the German Federal Ministry for Education and Research (BMBF) through project 03IPT602X.Vandewal, K (reprint author), Hasselt Univ, Inst Mat Res IMO IMOMEC, Wetenschapspk 1, B-3590 Diepenbeek, Belgium.
[email protected]
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Narrow electroluminescence linewidths for reduced nonradiative recombination in organic solar cells and near-infrared light-emitting diodes
No full textThe minimization of nonradiative recombination losses is essential to transcend the efficiency of state-of-the-art organic solar cells (OSCs) and near- infrared (NIR) organic light- emitting diodes (OLEDs). Indeed, reduced nonradiative processes will result in high electroluminescence (EL), external quantum efficiency (EQE(EL)), and low nonradiative voltage losses (Delta V-OC,V- nr) for OSCs. Here, we study the EL properties of a set of polymer-small molecule blends and find a relationship between the EL emission linewidth, EQEEL, and Delta V-OC,V-nr. Based on these findings, we reduce Delta V-OC,V-nr from the typical values around 250 mV down to an unprecedented value of 155 mV using a blend comprising a low- molecular-weight PM6 polymer donor and a highly emissive nonfullerene acceptor (Y16F). Importantly, the PM6:Y16F blend yields an EQE(EL) ( 0.52%) among the best reported fluorescent NIR-OLEDs in the 900-nm range. These findings clearly indicate the existence of organic material blends that combine both excellent photovoltaic and electroluminescent properties.European Union's Horizon 2020 research and innovation program under the Marie-Curie grant [88279]; FWOFWO [G0D0118N, G0B2718N, G0D1521N, I006320N, GOH3816-NAUHL]; European Research Council (ERC)European Commission [864625]; FWO Odysseus program [G0D0115N
- …
