朱卫国团队开发D-C(sp3)-A型高效率超长有机RTP材料

室温磷光(RTP)材料因发光效率高和寿命长等优势，近年来在显示、加密、防伪、传感以及生物成像中的潜在应用而备受研究者的青睐。然而，较弱的单线态激发态(S_n)与三线态激发态(T_n)的自旋轨道耦合作用(SOC)常常导致系间窜越(ISC)禁阻，有机分子实现高效率的RTP面临巨大挑战。

近日，我校材料科学与工程学院朱卫国教授团队和南京工业大学安众福教授团队合作，巧妙利用sp³杂化的亚甲基联姻给体(D)和受体(A)单元，发展了一类新型D-C(sp3)-A型高效率超长有机RTP材料。这类貌似“四面体”的分子具有与众不同的结构特点，其非共轭的亚甲基可有效“打断”D-A单元之间的电子离域，阻碍激发态跃迁中的结构变形，从而抑制分子的非辐射跃迁，实现高效率超长有机室温磷光。单晶分析和理论计算发现，晶体中分子间的π-Br相互作用可加速系间穿越(ISC)的过程；同时亚甲基的嵌入可使单线态激发态(S₁)从整个分子的离域转变为局部咔唑的离域，这意味着CzBBr激发态衰减过程中的结构变形远小于CzPBr的结构变形。最终CzBBr的磷光量子效率(Ф_Ph)高达38%。这项研究开拓了高效率、长寿命RTP材料构建的新路径。

相关工作以题为“Molecular Engineering via Controlling Structural Deformation for Highly Efficient Ultralong Organic Phosphorescence”（通过控制结构形变的分子工程实现高效率超长有机室温磷光）在线发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。硕士研究生尹政和顾铭星为论文的共同第一作者，常州大学为该论文的第一通讯单位，我校王亚飞教授、朱卫国教授和南京工业大学安众福教授为论文的通讯作者。南京工业大学马会利副教授在理论计算方面给予了大力支持。