IAM团队陈润锋教授课题组在Advanced Materials发表构筑有机长余辉材料的新策略:动态共振有机长余辉材料

发布者:材料科学与工程学院、信息科学与纳米技术研究院 发布时间:2018-11-12浏览次数:128

    长余辉发光是一种独特的物理现象,是指在撤去激发条件后仍然能够持续发光一段时间的特殊现象(寿命大于0.1 s)。这种现象一般存在于无机材料中,例如古代的夜明珠。由于有机长余辉材料较弱的自旋轨道耦合、较低的系间窜越速率和较快的非辐射跃迁,严重影响了这一材料的寿命和效率。

    近期,南京邮电大学IAM团队的陈润锋教授课题组继2015年首次报道有机长余辉材料(Nat. Mater. 2015, 14, 685)之后,利用共振结构独特的动态自适应性,有效地调整了自身结构,从而实现了对材料的基态、激发态能级以及跃迁成份的调控,开发了两种具有N-P=O/N-P=S结构的新型长余辉材料。相关研究成果于2018年9月10日正式发表于国际高水平学术期刊Advanced Materials(Adv. Mater. 2018, 30, 1803856.)上,并被编辑选为Inside back cover进行重点报道。

    基于N-P=O/N-P=S共振结构的余辉分子具有可调节的单线态—三线态能级,可有效地减小实时的单线态—三线态能级差(Real-time ΔEST)以及动态可调的跃迁成份,因此具有更多的系间窜越通道以及显著增强的自选轨道耦合效应,显著地促进系间窜越(Intersystem Crossing, ISC)的发生,从而获得高的三线态激子浓度。其次,利用分子中引入的相对平面的共轭结构,构筑了有效的H聚集(H-aggregates)和稳定的三线态激子,继而实现了较高的余辉发光效率以及较长的发光寿命。

    所开发的余辉材料最长寿命为0.67 s,系间窜越速率高达107 s-1,发光效率为4.0%,这一结果突破了余辉材料寿命和效率不能同时提高的矛盾问题。更为关键的是,本研究利用新开发的有机长余辉材料,采用多级防伪技术,构筑了一种新型的时间以及颜色分辨的二维码,实现了不同信息之间的动态转变,对于构筑新型的防伪技术及其相关应用具有非常重要的应用潜力。


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文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803856

文章原文Resonance-Activated Spin-Flipping for Efficient Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence.pdf