高效藍色磷光發射對有機光電應用至關重要。近日,南京工業大學先進材料研究院黃維院士、安衆福教授帶領的團隊與新加坡國立大學劉小鋼教授合作在有機室溫磷光(有機長余輝)領域再次取得重大突破。相關成果發表在國際頂尖學術刊物——Nature Materials(《自然·材料》)上。
藍光,作爲光的三原色之一,是固態照明和全彩顯示的核心組分,同時在生物醫學、光通訊等領域也展現出廣闊的應用前景。近年來,有機室溫磷光材料受到了廣泛關注,連續兩年(2019和2020年)被中國科學院與科睿唯安聯合發布《研究前沿》評選爲化學與材料科學領域Top10熱點前沿。
在衆多提升室溫磷光性能的策略中,晶體工程能夠利用分子間的強相互作用,有效地抑制三重態激子非輻射躍遷,減少三重態激子猝滅,是實現高效率室溫磷光的有效途徑。
然而,分子間π-π堆積容易導致三重態-三重態湮滅,大量三重態激子被耗散,影響磷光效率的提升;並且π-π堆積會使分子間共轭度增加,發光紅移,難于實現藍色磷光。如何構築長壽命、高效率的藍色室溫磷光成無重原子有機磷光材料領域面臨的挑戰之一。
針對上述挑戰,該團隊創造性地提出了“發色團限域”策略,成功構築了新型有機離子晶體材料。利用抗衡離子對分子態發色團的限域作用,實現了高效率藍色室溫磷光,效率高達96.5%。之後,他們通過調節抗衡離子和發色團單元進一步驗證了該策略的普適性,展現了該類材料在信息安全、余輝顯示等領域的應用潛力。
相關探索研究對理解有機室溫磷光材料的分子結構、堆積方式與發光性能的關系具有重要的指導意義。
南京工業大學先進材料研究院(Institute of Advanced Materials, IAM)成立于2012年8月,是南工大“海外人才緩沖基地”的建設主體。近年來,團隊已先後獲批建設國家江蘇先進生物與化學制造協同創新中心(柔性電子研究部)、國家級柔性電子材料與器件國際聯合研究中心、國家柔性電子創新引智基地(“111”計劃)、柔性電子國家重點實驗室培育建設點、教育部柔性電子國際合作聯合實驗室、江蘇省柔性電子工程實驗室等多個省級以上及國際聯合科研平台。
黃維院士是南京工業大學先進材料研究院學科帶頭人,他是國際上最早一批從事柔性電子、特別是有機電子和塑料電子研究並長期活躍在柔性電子學領域的世界一流學者,是中國有機電子學科、塑料電子學科和柔性電子學科的奠基人與開拓者,被業界譽爲“柔性電子學之父”。
他在柔性電子學領域,以通訊或第一作者身份在世界頂尖期刊Science、Nature、Nature Electronics等頂級學術期刊發表研究論文900余篇,h因子爲150,國際同行引用逾95000次,是材料科學與化學領域全球高被引學者。
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注:文章部分素材來自南京工業大學常青藤新聞網、南京工業大學先進材料研究院官網、納米人