Abstract
本論文的研究課題主要是利用綠色深共熔溶劑以中溫中壓離子熱的方法合成新穎有機-無機螢光材料並探討其性質與應用。所有化合物的鑑定方式主要皆以單晶X光繞射解析結構，再進行物理及化學性質的測量。化合物依金屬中心及結構特徵可歸類成兩個系列： 第一系列共含有十一個化合物，主要以第十三族金屬為主，可有系統地合成出以鋁、鎵及銦為金屬中心的有機-無機複合式草酸亞磷酸鹽。此系列中發現第一個鎵草酸亞磷酸鹽，NTHU-7，其具結構新穎性、量子效率極高且為無摻雜任何活化中心的黃綠色螢光體。NTHU-7最具特色的結構型態是由內外管徑長度近似於雙壁奈米碳管的無機奈米小管構築形成的開放式骨架結構且其可藉由合成條件的調控轉化為二維層狀多形體結構，NTHU-7L。兩者雖具有不同的結構型態但卻具有相同的組成成分。除此之外，置換存在於奈米小管及層狀結構中的模板可有趣地導引出不同的螢光特性，且更進一步證實有機模板4,4’-trimethylenedipyridine的存在是為這類有機-無機金屬(亞)磷酸鹽材料具最佳量子效率的必然因素之一。NTHU-7可以分別塗佈在近紫外光發光二極體及藍光發光二極體上，製成綠光與白光LED元件，是世界上第一個將有機-無機複合奈米孔洞物質成功應用於固態LEDs照明科技中嶄新一類的顏色轉換螢光體。 第二系列共含有四個化合物，主要是以第十二族金屬中的鋅金屬為金屬中心，合成出一層狀有機－無機複合型鋅磷酸鹽結構，此結構具有罕見鋅╱磷比例為3/2的無機陰電性開放式骨架。此系列的化合物皆由相同的無機層所構成，但由於有機模板及合成環境中水濃度的差異，造成螢光性質上的迥異，而通稱這系列的多色螢光體為NTHU-9。NTHU-9中螢光表現又以9-MV量子效率高達20%的白光及9-MV-G量子效率高達37%的藍綠光最優異。此外，研究中首度揭露深共熔溶劑導引的新化學現象。此新化學現象是發現膽鹼離子在離子熱合成中的分解，它會同時進行兩種分解反應: 1)去甲基化反應，2)水解反應，其可做為甲基和乙二醇的原位儲存器，因而造成在NTHU-9系統中可呈現兩種不同的光學性質，光致發光及光致變色性質。