与传统热活化延迟荧光(TADF)分子相比,MR-TADF分子是基于硼/氮(B/N)的多环芳香烃构建,利用B和N原子的相反共振效应和短程电荷转移来实现前线分子轨道(FMO)的原子分离,该分子表现出小的斯托克斯位移、强的吸光度和高的荧光量子产率,目前已被广泛的应用在高性能窄带OLED发光领域。最近,我们团队证明了MR-TADF也可作为一类新型纯有机三重态光敏剂并应用在TTA-UC,首次实现了绿光-紫外的TTA-UC(CCS Chem., 2022, DOI: 10.31635/ccschem.022.202101507)。然而,由于小的S1-T1自旋轨道耦合(SOC)强度以及不可忽略的ΔEST值(~ 0.1eV),使的目前MR-TADF材料的ISC和RISC速率较低,在这种研究背景下,设计具有有效自旋翻转(ISC和RISC)的MR-TADF分子仍然具有挑战。
近期,物电学院新引进魏亚雄博士与深圳大学杨楚罗教授团队曹啸松助理教授密切合作,将单个Se原子嵌入到MR-TADF骨架中,设计合成了一种新的MR-TADF化合物,BN-Se(图1)。Se的强重原子效应大大增强了ISC/RISC速率,性能优越的BN-Se同时表现出极高效的ΦPL(99%)、ΦISC(88%)和kRISC(1.6×106 s-1),这是现有MR-TADF材料所不具备的优点。作为发光层材料制备了窄带OLED器件,最大EQE为32.6%,在1000 cdm-2时效率滚降仅为1.3%,EQE保持在32.2%,甚至在10000 cdm-2的亮度下,EQE依然高达24.0%。BN-Se作为光敏剂,首次实现了蓝光(>450 nm)到紫外(<350 nm)的TTA-UC过程,其上转换量子产率高达21.4%,反斯托克位移高达0.93 eV,这是已报到的可见-紫外TTA-UC体系的最佳效率之一。相关研究成果近日以“Manipulating Exciton Dynamics towards Simultaneous High-Efficiency Narrowband Electroluminescence and Photon Upconversion by Selenium-Incorporated Multi-Resonance Delayed Fluorescence Emitter”在线发表在国际著名期刊《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.2c09543)上。
魏亚雄博士、深圳大学杨楚罗教授、曹啸松助理教授为论文共同通讯作者。安徽师范大学为共同通讯单位。原文连接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09543
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https://www.ahnu.edu.cn/info/1104/54844.htm