Nature Communications《自然•通讯》报道黄维院士、陈润锋教授团队构筑高效有机长余辉材料的新策略:热活化三模式有机长余辉

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:2020-02-17浏览次数:10

近日,国际顶级期刊Nature Communications《自然·通讯》在线发表了南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院黄维院士和陈润锋教授在有机长余辉领域取得的重大进展“热活化三线态激子释放实现高效率的三模式有机长余辉”(“Thermally activated triplet exciton release for highly efficient tri-mode organic afterglow”)。陈润锋教授和黄维院士为共同通讯作者,靳继彪博士研究生为论文第一作者,工作得到了范曲立教授、赵强教授、陶冶教授等老师的大力支持。

有机余辉材料指的是在激发光停止之后仍可继续发光的有机材料,在生物成像、传感、信息存储和加密等领域具有广泛的应用前景。但是,目前只有少数报道的有机余辉效率(被吸收的光子转化成余辉的效率)能超过10%,这是由于有机超长室温磷光(OURTP)需要通过三线态激发态(T1)的自旋禁阻辐射跃迁而得到,因此有机余辉材料要实现高的余辉效率仍然是一个巨大的挑战。

针对这一问题,南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院黄维院士和陈润锋教授带领的团队提出了通过合理的分子设计实现长寿命激子的有效转变——通过降低单三线态能极差(ΔEST)以及三线态激子的陷阱深度(ETD)实现将稳定三线态激发态(T1*)上的激子转化为最低三线激发态(T1),然后将T1态激子转化为单线激发态(S1),使得发光成为自旋允许,实现了室温下同时观察到来自S1T1T1*的辐射衰减引起荧光、磷光和余辉三种模式的余辉发光特性,显著增强有机余辉的发光效率。

所开发的余辉材料寿命为0.23 s,余辉效率高达45%,这是迄今为止报道的最高余辉效率。更重要的是,本研究利用新开发的有机长余辉材料,拓展了其在磷光寿命成像以及可视化温度检测方面的应用。因此,开发的热活化三模式余辉发光材料是实现余辉效率增强的有效方式,代表了高效有机长余辉领域的重要进展。

作为国际上有机长余辉发光的开拓者,黄维院士、陈润锋教授团队一直致力于对有机长余辉发光新材料的开发、机理的研究以及新应用的探索,继在2015年首次报道有机长余辉材料(Nat. Mater. 2015, 14, 685)之后,在Advanced MaterialsChemical Science, Materials Horizons,Angewandte Chemie International Edition等顶级国际期刊相继发表了重要研究工作。此项研究成果再次实现了有机长余辉发光领域的重大突破。

该研究工作得到了中国国家自然科学基金会(21772095, 91833306, 6187509021674049)和南京邮电大学1311人才计划等项目的支持。


撰稿:陈润锋 编辑:刘欣茹审核:范曲立