苏州大学廖良生教授、蒋佐权教授Angew. Chem. ：基于多层π-堆积型结构的高效有机发光材料

点击蓝字关注我们

近年来，基于π-堆积体系所构建的有机光电功能分子（参见书籍《π-Stacked Polymers and Molecules》, Tamaki Nakano, Springer 2014th edition）引起了研究人员的广泛兴趣；尤其是利用π-堆积骨架连接电子给受体（D/A）单元可以实现有效的热活化延迟荧光（TADF），从而在传统π-共轭体系之外为发光分子的设计开辟了一条新的道路。

目前所报道的π-堆积型骨架包括苯、萘、蒽、氧杂蒽、碳硼烷、对环芳烷、聚乙烯、降冰片烯等等，通过这些基座可以实现给受体间的空间电荷转移形成激发态发光，并实现TADF性能。为进一步提升材料的发光性能并提出新的分子设计方案，苏州大学廖良生教授团队的蒋佐权教授经分析认为，传统教科书中所列出的经典骨架忽视了分子刚性这一影响量子产率的关键因素，进而提出了利用螺环构建刚性空间限制电荷转移（space-confined charger transfer, SCCT）新思路，并通过该机制实现了多层D/A/D结构的π-堆积型高效率有机发光材料。

具体而言，该团队利用螺环芴基作为刚性骨架连接给体与受体，非共轭的螺环碳原子完全分离了HOMO和LUMO，实现了极小的单线态-三线态能极差（ΔEST）；另一方面，由于给体与受体在空间上十分接近（DM-BD1 (3.11 Å) DM-BD2 (3.05 Å)），且自由旋转分别被刚性螺环与近距离带来的大位阻所抑制，这为有效的空间电荷转移提供了条件。此外多个给体有利于为空间电荷转移提供多个有效的通道，从而促进更快速的反向系间窜跃过程，从而更高效的利用三线态激子发光。

通过绝对量子产率测试系统测得上述所设计的分子的PLQY达到了94.2%和92.8%，这奠定了实现高效发光器件的基础。结合瞬态荧光寿命分析，发现这两个分子都具有非常快速的反向系间窜跃速率，相比于之前所报道的双层D/A分子有明显提高。发光器件测试表明，在最优的掺杂浓度之下，基于DM-BD1和DM-BD2的器件分别实现了最大28.0%和26.6%的外量子效率，对应的CIE坐标分别为(0.21, 0.47)和(0.20, 0.46)。该工作为此类空间π-堆积型发光分子的进一步设计与应用提供了一种新的策略。

原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202011384

相关进展
中科院纳米科学中心段鹏飞研究员Nat. Commun.：在圆偏振发光材料性能的提升及应用研究中获进展
南京林业大学杨小飞教授团队《Adv. Mater.》：提出稀土发光材料构筑新策略！
中山大学池振国教授研究团队：力致发光材料体系的新设计策略

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

扫二维码｜关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至[e-mail]，并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。