The thesis is devoted to the frequency-resolved investigation of the relaxation processes in optoelectronic materials and devices. Conventional fluorescence decay time measurement technique in the frequency domain was adapted for the use with light-emitting diode (LED) excitation and signal registration by a lock-in amplifier. Inorganic phosphors synthesized by aqueous sol-gel combustion method for using as wavelength converters in white LEDs as well as advanced organic semiconducting materials were investigated by photoluminescence decay time and quantum yield measurement techniques. The photoluminescence decay time measurement technique with extremely low quasi-continuous UV LED excitation was applied for the carrier dynamics research in GaN epitaxial layers. The investigation under such a low excitation conditions revealed the contribution of donor-acceptor recombination in the yellow luminescence of GaN. The techniques for in-situ thermal characterization of encapsulated LEDs, including the measurements of phosphors converter temperature and heat relaxation time constants inside a LED, were developed and demonstrated for the investigation of commercial low- and high- power LEDs. / Disertacija yra skirta relaksacijos procesų, vykstančių optoelektronikos medžiagose ir prietaisuose, tyrimui dažninės skyros metodu. Įprastas fluorescencijos gesimo trukmės tyrimo metodas, veikiantis harmoniškai moduliuoto žadinimo režimu, buvo adaptuotas žadinimui puslaidininkiniais šviestukais ir signalų registravimui radijo dažnių faziniu detektoriumi. Neorganiniai vandeniniu zolių-gelių metodu susintetinti fosforai, skirti baltų puslaidininkinių šviestukų gamybai, ir modernios organinės optoelektronikos medžiagos buvo ištirtos fotoliuminescencijos gesimo dėsnio ir kvantinės išeigos matavimo metodikomis, siekiant nustatyti krūvininkų rekombinacijos savybes ir optimizuoti sintezės parametrus. Realizuotas GaN epitaksinių sluoksnių liuminescencijos kinetikos tyrimas labai žemo kvazitolydinio sužadinimo atveju patvirtino rekombinacijos per priemaišas svarbą šio tipo medžiagose. Buvo sukurtos naujos prekinių šviestukų šiluminių savybių in-situ tyrimo metodikos, veikiančios dažninės skyros režimu. Bangos ilgio keitiklių temperatūra baltuose šviestukuose ir šilumos relaksacijos konstantos įvairaus tipo šviestukų konstrukciniuose elementuose buvo išmatuotos esant vardiniam šviestukų veikimo režimui.

Disertacija yra skirta relaksacijos procesų, vykstančių optoelektronikos medžiagose ir prietaisuose, tyrimui dažninės skyros metodu. Įprastas fluorescencijos gesimo trukmės tyrimo metodas, veikiantis harmoniškai moduliuoto žadinimo režimu, buvo adaptuotas žadinimui puslaidininkiniais šviestukais ir signalų registravimui radijo dažnių faziniu detektoriumi. Neorganiniai vandeniniu zolių-gelių metodu susintetinti fosforai, skirti baltų puslaidininkinių šviestukų gamybai, ir modernios organinės optoelektronikos medžiagos buvo ištirtos fotoliuminescencijos gesimo dėsnio ir kvantinės išeigos matavimo metodikomis, siekiant nustatyti krūvininkų rekombinacijos savybes ir optimizuoti sintezės parametrus. Realizuotas GaN epitaksinių sluoksnių liuminescencijos kinetikos tyrimas labai žemo kvazitolydinio sužadinimo atveju patvirtino rekombinacijos per priemaišas svarbą šio tipo medžiagose. Buvo sukurtos naujos prekinių šviestukų šiluminių savybių in-situ tyrimo metodikos, veikiančios dažninės skyros režimu. Bangos ilgio keitiklių temperatūra baltuose šviestukuose ir šilumos relaksacijos konstantos įvairaus tipo šviestukų konstrukciniuose elementuose buvo išmatuotos esant vardiniam šviestukų veikimo režimui. / The thesis is devoted to the frequency-resolved investigation of the relaxation processes in optoelectronic materials and devices. Conventional fluorescence decay time measurement technique in the frequency domain was adapted for the use with light-emitting diode (LED) excitation and signal registration by a lock-in amplifier. Inorganic phosphors synthesized by aqueous sol-gel combustion method for using as wavelength converters in white LEDs as well as advanced organic semiconducting materials were investigated by photoluminescence decay time and quantum yield measurement techniques. The photoluminescence decay time measurement technique with extremely low quasi-continuous UV LED excitation was applied for the carrier dynamics research in GaN epitaxial layers. The investigation under such a low excitation conditions revealed the contribution of donor-acceptor recombination in the yellow luminescence of GaN. The techniques for in-situ thermal characterization of encapsulated LEDs, including the measurements of phosphors converter temperature and heat relaxation time constants inside a LED, were developed and demonstrated for the investigation of commercial low- and high- power LEDs.

Organinė elektronika pastaruoju metu yra viena sparčiausiai besiplėtojančių puslaidininkių prietaisų krypčių. Ši kryptis labai sparčiai vystoma dėl nuolat kuriamų naujų organinių junginių ir tobulėjančių inžinerijos galimybių. Šiuo metu organinės medžiagos naudojamos organiniuose šviestukuose (OLED), plonasluoksniuose tranzistoriuose, saulės celėse, jutikliuose ir kt. Organinės medžiagos įgalina gaminti didelio ploto bei lanksčius elektronikos prietaisus, gamybai pasitelkiant pigias gaminimo technologijas. Modernios organinės elektronikos medžiagos yra daugiafunkcinės – tai leidžia ne tik pagerinti medžiagos savybes, bet ir supaprastinti technologiją, kur viename sluoksnyje daugiafunkcinė molekulė atlieka keletą funkcijų. Tačiau molekulinės struktūros sudėtingėjimas iškelia naujas problemas susijusias su naujais sudėtingais reiškiniais daugiafunkciniame molekuliniame darinyje, tokiais kaip agregatų formavimas, vidujemolekulinė krūvio pernaša, vidujemolekulinė sąsūka ir kt. Todėl naujų daugiafunkcinių molekulinių darinių savybių optimizavimas yra aktuali nūdienos organinės elektronikos problema. Šiame darbe didžiausias dėmesys skiriamas daugiafunkcinių organinių spinduolių fotofizikinių savybių valdymui. Čia nagrinėjami daugiafunkcinių molekulinių spinduolių agregacijos nulemti reiškiniai ir jų valdymo galimybės, optimizuojant sluoksnio funkcines savybes tokias kaip plėvėdaros savybės, krūvio pernaša, emisijos našumas, sustiprintos savaiminės spinduliuotės slenkstis ir kt. / Currently, organic electronics is one of the most expanding technology of semiconductor devices. This direction is rapidly developing due to the constant synthesis of new organic compounds and sophisticated advances in device engineering. Currently, organic materials are used in organic light-emitting diodes (OLEDs), organic thin-film transistors, solar cells and sensors. Low-cost manufacturing techniques such as wet casting or inkjet printing enable organic materials use in large-area and flexible electronic devices. Modern organic electronic materials are multifunctional – this enables not only to improve the material properties, but also to simplify the device architecture. However, the complexity of the molecular structure brings new problems associated with complex phenomena of the new multifunctional molecules -such as the formation of aggregates, intramolecular charge transfer, intramolecular torsion and others. Therefore, the control of the features of new multifunctional molecules is the main problem of organic electronics today. This work focuses on the control of photophysical characteristics of multifunctional organic emitters. Here we study aggregation induced emission and quenching of multifunctional molecular emitters and the possibilities to control these phenomena by optimizing functional properties of the film such as film forming properties, charge transfer, the emission efficiency, amplified spontaneous emission threshold and others.

Currently, organic electronics is one of the most expanding technology of semiconductor devices. This direction is rapidly developing due to the constant synthesis of new organic compounds and sophisticated advances in device engineering. Currently, organic materials are used in organic light-emitting diodes (OLEDs), organic thin-film transistors, solar cells and sensors. Low-cost manufacturing techniques such as wet casting or inkjet printing enable organic materials use in large-area and flexible electronic devices. Modern organic electronic materials are multifunctional – this enables not only to improve the material properties, but also to simplify the device architecture. However, the complexity of the molecular structure brings new problems associated with complex phenomena of the new multifunctional molecules -such as the formation of aggregates, intramolecular charge transfer, intramolecular torsion and others. Therefore, the control of the features of new multifunctional molecules is the main problem of organic electronics today. This work focuses on the control of photophysical characteristics of multifunctional organic emitters. Here we study aggregation induced emission and quenching of multifunctional molecular emitters and the possibilities to control these phenomena by optimizing functional properties of the film such as film forming properties, charge transfer, the emission efficiency, amplified spontaneous emission threshold and others. / Organinė elektronika pastaruoju metu yra viena sparčiausiai besiplėtojančių puslaidininkių prietaisų krypčių. Ši kryptis labai sparčiai vystoma dėl nuolat kuriamų naujų organinių junginių ir tobulėjančių inžinerijos galimybių. Šiuo metu organinės medžiagos naudojamos organiniuose šviestukuose (OLED), plonasluoksniuose tranzistoriuose, saulės celėse, jutikliuose ir kt. Organinės medžiagos įgalina gaminti didelio ploto bei lanksčius elektronikos prietaisus, gamybai pasitelkiant pigias gaminimo technologijas. Modernios organinės elektronikos medžiagos yra daugiafunkcinės – tai leidžia ne tik pagerinti medžiagos savybes, bet ir supaprastinti technologiją, kur viename sluoksnyje daugiafunkcinė molekulė atlieka keletą funkcijų. Tačiau molekulinės struktūros sudėtingėjimas iškelia naujas problemas susijusias su naujais sudėtingais reiškiniais daugiafunkciniame molekuliniame darinyje, tokiais kaip agregatų formavimas, vidujemolekulinė krūvio pernaša, vidujemolekulinė sąsūka ir kt. Todėl naujų daugiafunkcinių molekulinių darinių savybių optimizavimas yra aktuali nūdienos organinės elektronikos problema. Šiame darbe didžiausias dėmesys skiriamas daugiafunkcinių organinių spinduolių fotofizikinių savybių valdymui. Čia nagrinėjami daugiafunkcinių molekulinių spinduolių agregacijos nulemti reiškiniai ir jų valdymo galimybės, optimizuojant sluoksnio funkcines savybes tokias kaip plėvėdaros savybės, krūvio pernaša, emisijos našumas, sustiprintos savaiminės spinduliuotės slenkstis ir kt.