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新型三蝶烯衍生物室温磷光材料的合成与表征

2021-11-15雷普一陈磅宽

西安理工大学学报 2021年3期

雷普一,陈磅宽

(1.北京理工大学 化学与化工学院,北京 102488;2.北京市光电转换材料重点实验室,北京 102488)

室温磷光(room-temperature phosphorescence,RTP)是一种较为特殊的发光现象,产生于分子体系受到激发跃迁至激发态,由单重激发态经过系间窜跃(intersystem crossing,ISC)转移至三重激发态,再由三重激发态经过辐射跃迁回基态的过程[1],并且,因为三重激发态到基态的跃迁概率很低,导致磷光具有较长的寿命(一般为10-4秒至数秒)[2]。同时,由于磷光材料可以利用75%占比的三重态激子的能量,相对于传统的荧光材料,磷光材料具有理论上3倍于荧光材料的量子效率[3],所以在OLED器件[4]、分子/离子检测[5]、生物成像[6]等诸多领域有着广泛的应用。

由于含金属室温磷光材料往往存在制备困难、成本高昂、毒性大等缺点[7],设计合成不含金属的纯有机室温磷光材料成为本领域的一个重要课题。但是,对于纯有机物,三重态T1能量总是低于单重态S1能量,受到外界刺激如水、氧、温度变化时,处于T1态的材料很容易通过非辐射跃迁的形式猝灭能量回到基态,大大降低了能量利用效率[8];同时,纯有机结构本身的自旋轨道耦合能力较低,导致发生系间窜跃的难度升高[9],故纯有机室温磷光材料的设计离不开产生磷光的两个关键因素:自旋轨道耦合效应的增强[10]与非辐射振动弛豫的抑制[11]。

近年来,许多方法已经被尝试用于实现纯有机分子的磷光发射,如在分子结构上引入重原子[12]、采用氘代[13]、引入芳香羰基、咔唑等能够稳定三线态或提高自旋轨道耦合效应的取代基[14]等方法。……

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