
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(寿命大于0.1 s),这种独特的发光现象能够消除背景荧光和光散射的干扰,在发光二极管、生物成像、传感以及信息加密等领域有着巨大的应用潜力。相比无机长余辉材料,有机长余辉材料具有价格低廉、合成简便、生物相容性好、柔性等优点,近年来受到人们的广泛关注。
目前研究者通过修饰以及调控有机材料的激发态结构,可以实现将有机长余辉的发光颜色由蓝色调节至红色。与此同时,有机白光材料在显示、照明设备以及探针领域发挥着越来越重要的作用,一直是发光材料领域的研究热点之一。然而,对于有机发光材料来说,同时稳定高能级激发态和低能级激发态的激子实现白光长余辉发光仍然存在着巨大的挑战,所报道的有机白光长余辉材料大多是基于多组分体系实现的。单组分的白光长余辉具有无相分离、良好的稳定性和可重复性、器件制备简单等诸多优势,但是实现难度非常大。

近日,南京邮电大学陈润锋教授课题组通过理性调控材料的激发态能级结构,提出了一种新型的三模式长余辉发光原理,实现了单组分的白光长余辉。作者利用二氟硼单元和商业化咔唑制备了具有三模式长余辉发光的材料(CzBH和CzBMe),该类材料具有较强的分子间相互作用,有效抑制分子的三线态激发态(T1)的非辐射跃迁;并且由于具有典型的给体-受体(D-A)分子结构,导致其具有较小的单三线态能级差(ΔEST);同时,利用H-聚集工程构建稳定的三线态激发态(T1*)。因此,同时实现了单线态(S1)、三线态(T1)和稳定三线态(T1*)的长余辉发光,其中S1和T1的余辉颜色为蓝色,T1*的余辉颜色为黄色,利用365nm的紫外光进行光照选择性的调节T1*的余辉强度,从而对材料的余辉颜色进行有效的调控,实现了单组分有机白光长余辉,余辉发光效率为14.1%,白光余辉颜色的CIE坐标为(0.32,0.32)。该工作为实现高效率的有机单组分白光长余辉提供了重要的研究思路。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是南京邮电大学的靳继彪博士,通讯作者是南京邮电大学的郑超博士和陈润锋教授。
Modulating Tri-mode Emission for Single-component White Organic Afterglow
Jibiao Jin, Peiran Xue, Longyan Zhang, He Jiang, Wuji Wang, Qingqing Yang, Ye Tao, Chao Zheng, Runfeng Chen, Wei Huang
Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202109229

陈润锋,南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院/材料科学与工程学院教授、博士生导师、副院长、有机电子研究所所长,江苏省杰出青年基金获得者、江苏省“333高层次人才培养工程”——第二层次培养对象、江苏省六大高峰人才、江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人。1995年至2002年在同济大学材料学院先后获得高分子材料科学学士和硕士学位,2002年至2003年在中国科学院上海有机所做研究工作,2006年在复旦大学获得物理化学专业理学博士学位,师从黄维院士;2006年任职于南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院/材料科学与工程学院。
主持国家及省部级项目10余项,主要研究方向为有机电子材料与器件,涉及化学、材料、物理等多学科交叉,科研成果先后在 Nature 子刊 (Nat. Mater.、Nat. Nanotech.、Nat. Commun.)、 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem. Soc. Rev . 等国内外重要的学术刊物上发表论文190余篇,多篇论文被评为高被引论文,并先后获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学奖一等奖(排名第2)、国家自然科学奖二等奖(排名第4)、江苏省教育教学与研究成果奖一等奖(排名第1)、江苏省科学技术奖二等奖(排名第1)。
主要研究领域为光电材料的结构调控及其在高性能、多功能光电信息显示器件的应用研究,提出了通过杂原子与共轭结构的协同作用调控有机材料光电性能的学术思想,利用杂原子协同修饰作用解决有机光电材料的激发态和聚集态结构理性设计问题,建立了有机材料光电功能“动态调控”的新概念,开创了一系列具有动态自适应独立调控功能的有机光电分子、室温超长磷光寿命(秒级)的纯有机长余辉材料等,在有机电致发光二极管(OLED)、化学/生物传感器、太阳能电池、数据加密与信息防伪等应用中取得了功能和性能的突破。
https://www.x-mol.com/university/faculty/26813


点击“阅读原文”,查看 化学 • 材料 领域所有收录期刊
