Highly Efficient Blue Host-Free and Host-Guest Organic Light-Emitting Diodes Based on Carbene-Metal-Amides

Funder: EC | EC Seventh Framework Programm | FP7 Ideas: European Research Council (FP7-IDEAS-ERC - Specific Programme: "Ideas" Implementing the Seventh Framework Programme of the European Community for Research, Technological Development and Demonstration Activities (2007 to 2013)); doi: https://doi.org/10.13039/100011199; Grant(s): 338944-GOCATFunder: Samsung Display Corp. (SDC)Carbene-metal-amide type photoemitters based on CF$_3$-substituted carbazolate ligands show sky-blue to deep-blue photoluminescence from charge-transfer excited states. They are suitable for incorporation into organic light-emitting diodes (OLEDs) by thermal vapour deposition techniques, either embedded within a high-triplet-energy host, or used host-free. We report high-efficiency OLEDs with emission ranging from yellow to blue (Commission Internationale de l'\'Eclairage (CIE) coordinates from [0.35, 0.53] to [0.17, 0.17]). The latter show a peak electroluminescence external quantum efficiency (EQE) of 20.9 $\%$ in a polar host. We observe that the relative energies of CT and $^{3}$LE states influence the performance of deep-blue emission from carbene-metal-amide materials. We report prototype host-free blue devices with peak external quantum efficiency of 17.3 $\%$, which maintain high performance at brightness levels of 100 cd m$^{-2}$

Pseudo-single crystal electrochemistry on polycrystalline electrodes : visualizing activity at grains and grain boundaries on platinum for the Fe2+/Fe3+ redox reaction

The influence of electrode surface structure on electrochemical reaction rates and mechanisms is a major theme in electrochemical research, especially as electrodes with inherent structural heterogeneities are used ubiquitously. Yet, probing local electrochemistry and surface structure at complex surfaces is challenging. In this paper, high spatial resolution scanning electrochemical cell microscopy (SECCM) complemented with electron backscatter diffraction (EBSD) is demonstrated as a means of performing ‘pseudo-single-crystal’ electrochemical measurements at individual grains of a polycrystalline platinum electrode, while also allowing grain boundaries to be probed. Using the Fe2+/3+ couple as an illustrative case, a strong correlation is found between local surface structure and electrochemical activity. Variations in electrochemical activity for individual high index grains, visualized in a weakly adsorbing perchlorate medium, show that there is higher activity on grains with a significant (101) orientation contribution, compared to those with (001) and (111) contribution, consistent with findings on single-crystal electrodes. Interestingly, for Fe2+ oxidation in a sulfate medium a different pattern of activity emerges. Here, SECCM reveals only minor variations in activity between individual grains, again consistent with single-crystal studies, with a greatly enhanced activity at grain boundaries. This suggests that these sites may contribute significantly to the overall electrochemical behavior measured on the macroscale

Infektionsquellensuche bei ambulant erworbenen Fällen von Legionärskrankheit

Bei den meisten Fällen von ambulant erworbener Legionärskrankheit (AE-LK) gelingt es auch in inter¬nationalen Studien nicht, die verantwortliche Infek¬tionsquelle nachzuweisen. Ein Ziel der Berliner LeTriWa-Studie („Legionellen in der Trinkwasser-Installation“) war es, herauszufinden, bei wie vielen Fällen evidenzbasiert eine Infektionsquelle identifi¬ziert werden kann. Dazu wurden im Zeitraum 2016 bis 2020 Fälle von AE-LK und Kontrollpersonen rekrutiert, Urin- und tiefe Atemwegsproben untersucht und Befragungen zu potenziellen Expositionen durchgeführt. Zudem wurden verschiedene häusliche und außerhäusliche Infektionsquellen beprobt. Die Zuordnung der potenziellen Infektionsquelle erfolgte mittels einer eigens entwickelten Evidenz-Matrix. Im vorliegenden Teil 1 des Berichts werden zunächst die Hintergründe, Ziele und Methoden der LeTriWa-Studie vorgestellt.Peer Reviewe

Infektionsquellensuche bei ambulant erworbenen Fällen von Legionärskrankheit – Ergebnisse der LeTriWa-Studie; Berlin, 2016 – 2020 – Teil 2 (Ergebnisse und Diskussion)

Im Rahmen der Berliner LeTriWa-Studie („Legionellen in der Trinkwasser-Installation“) versuchten wir, ambulant erworbene Fälle von Legionärskrankheit (AE-LK) evidenzbasiert einer Infektionsquelle zuzuordnen. Dafür wurde eine eigens entwickelte Evidenz-Matrix genutzt, mit der die Fälle anhand von drei Evidenztypen (mikrobiologische Evidenz, Cluster-Evidenz und analytisch-vergleichende Evidenz) entweder einer externen Infektionsquelle, einer häuslichen Nicht-Trinkwasserquelle (hNTWQuelle) oder häuslichem Trinkwasser (hTW) zugeordnet werden konnten. Wir rekrutierten 147 Studienteilnehmende (LeTriWa-Fälle) sowie 217 Kontrollpersonen als Vergleichsgruppe. Bei 84 LeTriWa- Fällen konnte aus den Patientenproben der monoklonale Antikörpertyp (MAb) identifiziert werden, bei 83 (99 %) ein MAb 3/1-positiver Stamm und bei einem Fall ein MAb 3/1-negativer Stamm. Im Vergleich zu den Kontrollpersonen war der Fallstatus (infiziert vs. nicht infiziert) nicht mit einer höheren Legionellenkonzentration in den Standard-Haushaltswasserproben assoziiert, die bei Fällen und Kontrollen in gleicher Weise genommen worden waren. Wir fanden jedoch eine hochsignifikante Assoziation mit dem Vorhandensein eines MAb 3/1-positiven Stammes in den Standard-Haushaltsproben. Wir konnten etwa für die Hälfte der LeTriWa-Fälle evidenzbasiert eine wahrscheinliche Quelle zuordnen, und zwar 23 (16 %) einer externen Infektionsquelle, 9 (6 %) einer hNTW-Quelle und 40 (27 %) dem hTW.Peer Reviewe

Infektionsquellensuche bei ambulant erworbenen Fällen von Legionärskrankheit – Ergebnisse der LeTriWa-Studie; Berlin, 2016–2020

Hintergrund/Zielsetzung: Bei ambulant erworbenen Fällen von Legionärskrankheit (AE-LK) ist die Infektionsquelle meistens unbekannt. Es wird vermutet, dass mit Legionellen kontaminiertes häusliches Trinkwasser eine häufige Ursache ist. Um hierzu mehr Evidenz zu generieren, kooperierten das Robert Koch-Institut (RKI), das Umweltbundesamt (UBA) und das Konsiliarlabor (KL) für Legionellen in einer vom Bundesministerium für Gesundheit geförderten Studie zum Thema „Legionellen in der Trinkwasser-Installation“ (LeTriWa-Studie). Eines der Teilprojekte hatte zum Ziel, in Zusammenarbeit und enger Abstimmung mit den Berliner Gesundheitsämtern und Krankenhäusern herauszufinden, bei wie vielen Fällen von AE-LK evidenzbasiert eine Infektionsquelle identifiziert werden kann. Methodik: Bei allen Berliner Meldefällen von Legionärskrankheit wurde zeitnah die Abnahme einer zusätzlichen Urin- und tiefen Atemwegsprobe initiiert, welche an das KL geschickt wurden. In die Studie einwilligende Patientinnen und Patienten wurden mittels eines ausführlichen Fragebogens befragt, u. a. um potenzielle Infektionsquellen zu eruieren. Aus dem Haushalt der Erkrankten und bei in Frage kommenden externen, außerhäuslichen Infektionsquellen wurden Wasserproben genommen. Für eine Risikobewertung der häuslichen Trinkwasser-Installation (TWI) wurde die Durchführung einer weitergehenden Untersuchung im Rahmen einer Gefährdungsanalyse initiiert. Alle Umweltproben wurden im Labor des UBA auf Legionellen untersucht. Die Isolate wurden im KL typisiert und – soweit verfügbar – mit dem bei der Fallperson identifizierten Stamm abgeglichen. Die erhobenen Befunde wurden für die Zuordnung einer Infektionsquelle mit Hilfe einer im Rahmen des Projekts entwickelten Evidenz-Matrix nach mikrobiologischen und epidemiologischen Gesichtspunkten bewertet. Anhand von drei Evidenztypen (mikrobiologische, Cluster- und analytisch-vergleichende Evidenz) konnten wir die Studienteilnehmenden entweder einer externen Infektionsquelle außerhalb des häuslichen Bereichs, eine nicht an das häusliche Trinkwasser angeschlossene Infektionsquelle im häuslichen Bereich (z. B. Luftbefeuchter) oder dem häuslichen Trinkwasser zuordnen. Eine Wasserquelle wurde über mikrobiologische Evidenz einem Fall zugeordnet, wenn sie (i) einen Stamm enthielt, der dem monoklonalen Antikörper(MAb-)typ 3/1 angehört und zu den MAb 3/1-positiven Stämmen zählt und es keinen Widerspruch im Abgleich des Patienten- und Umweltstamms (bzgl. MAb-Typ/-Subtyp oder Sequenztyp (ST)) gab, oder (ii) wenn der Stamm der erkrankten Person mit dem Umweltstamm mindestens auf MAb-Typ-Ebene übereinstimmte. Eine Quelle wurde anhand von Cluster-Evidenz einem Fall zugeordnet, wenn mindestens zwei Fälle zur selben potenziellen Quelle innerhalb von zwei Jahren exponiert waren. Wir verglichen zudem statistisch die Häufigkeit der Exposition gegenüber einer möglichen Infektionsquelle von Fällen und Kontrollen (analytisch-vergleichende Evidenz). Für jeden Studienteilnehmenden strebten wir an, zwei Kontrollpersonen zu rekrutieren, die ebenfalls befragt wurden und bei denen in gleicher Weise Standard-Haushaltsproben wie bei den Fallpersonen genommen wurden. Zudem wurde versucht, vom Betreiber der TWI eine Erlaubnis für eine kostenfreie Gefährdungsanalyse, einschließlich einer weitergehenden Untersuchung, zu erhalten. Ergebnisse: Insgesamt konnten wir 147 Studienteilnehmende (LeTriWa-Fälle) einschließen und 217 Kontrollpersonen rekrutieren. Die LeTriWa-Fälle waren im Median 68 Jahre alt (Spannweite 25–93), 3 und mehrheitlich männlich (n = 96; 65 %). Bei 84 LeTriWa-Fällen konnte aus den Patientenproben der MAb-Typ identifiziert werden, bei 83 (99 %) ein MAb 3/1-positiver Stamm und bei einem ein MAb 3/1-negativer Stamm. Im Vergleich zu den Kontrollpersonen (nicht infiziert) war der Fallstatus (infiziert) nicht mit einer höheren Legionellenkonzentration in den Standard-Haushaltsproben assoziiert, jedoch hochsignifikant mit dem Vorhandensein eines MAb 3/1-positiven Stammes (Odds Ratio (OR) = 4,5; 95 %-Konfidenzintervall (KI) = 2,0–10,8; p < 0,001). Bei 23 (16 %) der 147 LeTriWa-Fälle konnte eine externe, außerhäusliche Quelle und bei 40 (27 %) Fällen das häusliche Trinkwasser als wahrscheinliche Infektionsquelle zugeordnet werden. Das Tragen einer unzureichend desinfizierten Zahnprothese war die einzige häusliche Nicht-Trinkwasserquelle, die signifikant mit dem Fallstatus assoziiert war (OR = 2,3; 95 % KI = 1,04–5,24; p = 0,04) und ermöglichte eine Quellen-Zuordnung von weiteren 6 % der Fälle. Mit insgesamt 49 % konnten wir etwa die Hälfte der LeTriWa-Fälle einer wahrscheinlichen Infektionsquelle auf Evidenz-Basis zuordnen. Schlussfolgerungen: Wir konnten unter Verwendung eines neuartigen Matrix-Konzepts in Berlin der Hälfte der LeTriWa-Fälle eine wahrscheinliche Infektionsquelle zuordnen. Die Ergebnisse unterstützen die Bedeutung von häuslichem Trinkwasser als Ursache für AE-LK. Etwa die Hälfte aller Studienfälle blieben allerdings unerklärt. Die Ergebnisse der Standard-Haushaltproben legen nahe, dass nicht die Kontamination mit jeglichen Legionellen oder die Höhe der Legionellenkonzentration die Personen gefährdet, sondern vielmehr der Legionellenstamm, insbesondere das Vorhandensein von MAb 3/1-positiven Stämmen. Weitere Untersuchungen und/oder Analysen sind erforderlich, um zu verstehen, welche Faktoren zur Kontamination von häuslichem Trinkwasser mit pathogenen Legionellen beitragen und welche Faktoren eine Infektion zu verhindern helfen

Measures and Methods for the Evaluation of ATO Algorithms

There is increasing interest in automating train operations of mainline services, e.g., to increase network capacity. Automatic train operation (ATO) is already achieved by several pilot projects, but is still not implemented on a large scale. Functional, interoperability and performance tests are necessary before ATO can be introduced generally. Virtual preliminary analysis will contribute to the validation process to ensure a safe and successful implementation. This paper aims to present an approach that applies to the performance testing of ATO systems. Therefore, methods and test standards for technologies enabling automatic operation in other transport sectors are reviewed. The main findings have been adapted, transformed and combined to be used as a general strategy for virtual performance testing in the railway sector. Specifically, universal performance indicators commonly used in the railway sector, namely punctuality, accuracy, energy consumption, safety and comfort, are presented. They are refined by adding sub-indicators specific to the performance evaluation of ATO algorithms. A layer model for scenario description is adapted from the automotive sector, as well as the definition of different scenario types. Lastly, factors that can influence the performance of an ATO algorithm are identified. For demonstration purposes, a simple case study is conducted. Thereby we exemplarily show-cased the approach for ATO performance testing using a microscopic train simulator in combination with an ATO algorithm

Measures and Methods for the Evaluation of ATO Algorithms

There is increasing interest in automating train operations of mainline services, e.g., to increase network capacity. Automatic train operation (ATO) is already achieved by several pilot projects, but is still not implemented on a large scale. Functional, interoperability and performance tests are necessary before ATO can be introduced generally. Virtual preliminary analysis will contribute to the validation process to ensure a safe and successful implementation. This paper aims to present an approach that applies to the performance testing of ATO systems. Therefore, methods and test standards for technologies enabling automatic operation in other transport sectors are reviewed. The main findings have been adapted, transformed and combined to be used as a general strategy for virtual performance testing in the railway sector. Specifically, universal performance indicators commonly used in the railway sector, namely punctuality, accuracy, energy consumption, safety and comfort, are presented. They are refined by adding sub-indicators specific to the performance evaluation of ATO algorithms. A layer model for scenario description is adapted from the automotive sector, as well as the definition of different scenario types. Lastly, factors that can influence the performance of an ATO algorithm are identified. For demonstration purposes, a simple case study is conducted. Thereby we exemplarily show-cased the approach for ATO performance testing using a microscopic train simulator in combination with an ATO algorithm

Highly efficient blue organic light-emitting diodes based on carbene-metal-amides.

Carbene-metal-amides are soluble and thermally stable materials which have recently emerged as emitters in high-performance organic light-emitting diodes. Here we synthesise carbene-metal-amide photoemitters with CF3-substituted ligands to show sky-blue to deep-blue photoluminescence from charge-transfer excited states. We demonstrate that the emission colour can be adjusted from blue to yellow and observe that the relative energies of charge transfer and locally excited triplet states influence the performance of the deep-blue emission. High thermal stability and insensitivity to aggregation-induced luminescence quenching allow us to fabricate organic light-emitting diodes in both host-free and host-guest architectures. We report blue devices with a peak external quantum efficiency of 17.3% in a host-free emitting layer and 20.9% in a polar host. Our findings inform the molecular design of the next generation of stable blue carbene-metal-amide emitters

Research Data Supporting "Efficient Vacuum-Processed Light-Emitting Diodes Based on Carbene-Metal-Amides"

Research Data Supporting "Efficient Vacuum-Processed Light-Emitting Diodes Based on Carbene-Metal-Amides"EPSRC ERC Royal Societ

Highly efficient blue organic light-emitting diodes based on carbene-metal-amides

Funder: EC | EC Seventh Framework Programm | FP7 Ideas: European Research Council (FP7-IDEAS-ERC - Specific Programme: "Ideas" Implementing the Seventh Framework Programme of the European Community for Research, Technological Development and Demonstration Activities (2007 to 2013)); doi: https://doi.org/10.13039/100011199; Grant(s): 338944-GOCATFunder: Samsung Display Corp. (SDC)Abstract: Carbene-metal-amides are soluble and thermally stable materials which have recently emerged as emitters in high-performance organic light-emitting diodes. Here we synthesise carbene-metal-amide photoemitters with CF3-substituted ligands to show sky-blue to deep-blue photoluminescence from charge-transfer excited states. We demonstrate that the emission colour can be adjusted from blue to yellow and observe that the relative energies of charge transfer and locally excited triplet states influence the performance of the deep-blue emission. High thermal stability and insensitivity to aggregation-induced luminescence quenching allow us to fabricate organic light-emitting diodes in both host-free and host-guest architectures. We report blue devices with a peak external quantum efficiency of 17.3% in a host-free emitting layer and 20.9% in a polar host. Our findings inform the molecular design of the next generation of stable blue carbene-metal-amide emitters