发展合成具有特定性质的力致变色荧光材料的普适性方法非常困难,有鉴于此,吉林大学刘冰冰、姚明光等报道向芘(perylene)供体-1,2,4,5-四氰基苯(TCNB)受体二元共晶分子中引入非发射型分子结构,调控芘与1,2,4,5-四氰基苯之间的分子间相互作用,实现了与以往不同的力致变色荧光效应。当压力逐渐提高至3 GPa,插入THF分子导致发射光逐渐增强,同时荧光从655 nm蓝移至619 nm,这种效应与以往报道的结果不同(芘与1,2,4,5-四氰基苯压力作用导致荧光强度衰减和红移)。
通过实验、模拟计算的结合,作者发现引入非发射性THF分子与TCNB分子形成氢键导致蓝移,导致芘分子由于压力导致更容易改变构型,因此荧光蓝移、荧光强度增加。
当向芘与1,2,4,5-四氰基苯的体系引入其他非发荧光射型分子,这种效应同样存在,并因此展现异常压力导致荧光变化。
作者设计了一个简单结构的分子CAT-1,在APDC-DTPA分子的基础上用拉电子的CN基团来替换了其中一个供体。对比APDC-DTPA分子,它具有更加稳定的ICT状态,极大的提升了受体强度,从而获得了一个巨大的红移。这与作者的DFT/TD-DFT
作者分别在稀溶液、掺杂蒸发膜以及由热蒸发和滴铸制成的均匀膜中研究了CAT-1的光物理性质。对比在甲苯、氯苯和二氯甲烷溶液中的发射发现明显的正溶剂化显色,在甲苯(λmax=770nm)和二氯甲烷(λmax=900nm)中的发射红移了130nm,远大于APDC-DTPA,通过这样的对比体现在没有聚集情况下该设计策略的有效。
CAT-1掺杂进CBP,在实验中发现温度越高(10~292K),延迟荧光寿命越长。同时,在氧气的存在下,其荧光强度存在显著的淬灭。作者还通过在低温荧光及磷光光谱的数据计算了△EST=0.04eV。这些均证明了CAT-1的热激活延迟荧光特性。同时,在增加CBP中CAT-1的质量分数时还发现,其发射波长也在增大,量子效率却在降低,说明了CAT-1光致发光波长和量子效率之间存在着一种平衡。
研究者还进行了一系列电致发光的实验,探究其作为OLED材料表现性能。纯CAT-1在作为均匀蒸发膜的电致发光波长达到904nm, 这个波长大于此前所报道的所有TADF材料,比传统荧光器件和磷光器件更具有竞争力。
长波长热激活延迟荧光材料的设计中,传统策略中多个供体的加入对于发射红移的影响很小,反而增加了合成的复杂程度,所以应该聚焦于单个供体受体的D-A体系,加强受体的强度来达到一个巨大的红移效果。此外,对于长波长区域的量子效率低的问题,作者认为可以通过结合一个更刚性的供体,来减少分子聚集引起的淬灭。这项工作设计出了一个前所未有大发射波长的TADF材料,为未来TADF材料的设计提供了一种新的思路。
我们提供金属配合物,热激活延迟荧光(TADF)材料,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料,聚集诱导发光AIE材料的定制合成
约520nm至约580nm的绿色或黄绿色延迟荧光材料
大于约580nm且小于或等于约610nm的红色延迟荧光材料mpx2bbp
基于螺芴氧杂蒽和苯并恶唑苯胺的新型主体材料SFX-2-BOA
大于约580nm且小于或等于约610nm的红色发光延迟荧光材料。
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