唐本忠院士团队：反Kasha规则的有机单分子白光-双室温磷光发射

有机单分子白光材料需要一种分子同时发射至少两种不同波长的光，而且发射强度需相互匹配，因而分子结构的设计具有极大的挑战性。近日，香港科技大学的唐本忠团队和中国科学院化学研究所的彭谦（共同通讯作者）等人在前期有机室温磷光体系理论与分子设计研究的基础上¹，提出了一种全新的有机单分子白光体系设计策略——反Kasha规则的双室温磷光发射。

近年来，有机固体发光材料和器件得到越来越广泛的关注。相比于多组分混合的白光体系，有机单分子白光体系具有无相分离、无色衰、良好的稳定性和可重复性、器件制备简单等诸多优势。根据白光产生的原理，目前报道的有机单分子白光体系多见于荧光-荧光混合、荧光-磷光混合，而磷光-磷光混合的体系则鲜有报道。由于磷光发射涉及对外部环境高度敏感的三线态，加上有机分子具有较低的旋轨耦合能力，单单获取有机室温磷光体系已经十分困难。有机单分子同时发生波长和强度相匹配的纯室温磷光混合的白光则更具有挑战性。

该研究团队在前期有机室温磷光研究的基础上，选取羰基作为有效的三线态促进基团（提供n轨道），结合二苯并噻吩单元（提供π轨道），调节得到跃迁允许的单线态和三线态电子组态分子结构，实现高效的系间窜越，从而获取充分的三线态，实现有机室温磷光发射。通过改变取代单元（H, F, Cl, Br），他们进一步精细调节三线态的能级和激发态电子组态，实现了T₁和T₂激发态的双发射磷光。实验证实，双发射磷光具有不同的寿命、能级、激发态来源、温度效应等特性。理论计算验证表明，T₁和T₂间具有较低的能级差，室温状态下两个激发态均有所分布，同时具有不同的电子组态；T₁是以（π,π*）为主的慢磷光辐射过程，T₂是以（n,π*）为主的快辐射过程，最终两者组合实现了有机室温磷光双发射单分子白光。

该研究团队证实这一违背经典光物理理论-Kasha规则的发光现象具有通用性，并由此提出新的单分子白光设计策略——反Kasha规则的双室温磷光发射。相关成果发表在Nature Communications 上，文章的第一作者是香港科技大学的博士后何自开和博士研究生赵伟军。

该论文作者为：Zikai He, Weijun Zhao, Jacky W. Y. Lam, Qian Peng, Huili Ma, Guodong Liang, Zhigang Shuai and Ben Zhong Tang

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White light emission from a single organic molecule with dual phosphorescence at room temperature

Nat. Commun., 2017, 8, 416, DOI: 10.1038/s41467-017-00362-5

参考文献：

Rational Molecular Design for Achieving Persistent and Efficient Pure Organic Room-Temperature Phosphorescence, Chem, 2016, 1, 592, DOI: 10.1016/j.chempr.2016.08.010

何自开博士简介

何自开，哈尔滨工业大学（深圳）理学院副教授，安徽六安人；2009年本科毕业于中国科学技术大学，师从傅尧教授；2013年在香港中文大学缪谦课题组取得博士学位；2013-2016年加入香港科技大学唐本忠院士团队从事博士后研究；2016年9月就职于哈尔滨工业大学（深圳）理学院。

该研究团队以有机合成、超分子化学及材料化学为工具，致力于新颖芳香结构的合成及其光电性质的研究；近期侧重于具有聚集诱导发光特性新体系的开发、有机发光场效应晶体管和有机微纳激光器的试制；在相关领域发表SCI论文20余篇，包括以第一或通讯作者在Chem、Nat. Commun.、Chem. Mater.、Chem. Sci.等刊物发表多篇高水平论文；获授权发明专利3项，参与撰写一本英文书籍；在包括聚集诱导发光和室温磷光材料领域更是取得了国际领先的科研成果，受到国内外同行的高度关注和正面评价，研究成果曾得到AAAS、C&EN、Sciencedaily、新华社和Chem 杂志等的专题报道。

何自开

http://www.x-mol.com/university/faculty/48465

唐本忠

http://www.x-mol.com/university/faculty/7059