高效发光的双核铂(III)配合物

铂(II/IV)配合物是一类重要发光材料，在新材料、新能源、生物医药等战略新兴产业有广阔的应用。然而，具有d⁷电子排布的铂(III)配合物，因其电荷转移激发态寿命过短，一般认知是不会放光，实现铂(III)配合物材料发光这一基础前沿科学问题困扰了科研人员多年。

近年，常州大学材料科学与工程学院朱卫国教授带领有机光电子功能材料与器件团队致力于新型铂配合物发光材料的研究，发明了多类铂(II/IV)配合物发光材料，并获得了高效发光的双核铂(II)配合物近红外发光材料。近日，他们与台湾大学周必泰教授合作在铂(III)配合物发光材料研究取得新突破。他们巧妙地设计合成了一系列供体(D)-受体(A)型桥联辅助配体(oxdt)螯合的双核铂(III)配合物，打破了传统铂(III)配合物不发光现象，实现了铂(III)配合物的室温多重磷光，并成功应用于有机发光器件（OLEDs），获得了令人鼓舞的、不同发光色彩的高效有机电致发光器件（如图1所示），开拓了铂(III)配合物在发光领域中的应用。其中，非掺杂近红外器件的发光波长（λ_EL）为716 nm，最大外量子效率（EQE_max）为5.1%；热激活延迟荧光敏化暖白光器件：EQE_max = 11.6%，色坐标CIE(0.46, 0.38)。

图1. 双核铂(III)配合物(Pt2a)的晶体结构及其OLEDs的近红外发光。

研究发现，成功的关键在于这类双核铂(III)配合物获得了新的桥联配体到金属-金属间的电荷转移（LMMCT）最低电子过渡态，如图2所示，不同于先前报道的传统铂(III)配合物（一般传统的三价铂配合物是以金属为中心的dσ_M-dσ_M*电荷转移为最低电子过渡态）。

图2. 双核铂(III)配合物(Pt2a)的前线分子轨道电子云分布

图3. 双核铂(III)配合物(Pt2a)的压致变色特性

有趣的是轴配体氯离子的引入使得该系列双核铂(III)配合物具有八面体立体结构，同时赋予了这类材料发光的状态依赖性。图3为双核铂(III)配合物Pt2a晶体的压致变色特性，这种材料在晶态下表现了不同寻常的压致发光蓝移现象，经研磨、二氯甲烷熏蒸，光致发光峰由749 nm蓝移至599 nm，研磨后的放光跨度达到3343 cm^-1。

这一成果近期发表在美国化学会顶级旗舰期刊J. Am. Chem. Soc.上，文章的第一作者是常州大学博士研究生吴秀刚、台湾大学博士研究生陈登高和常州大学硕士研究生刘邓辉，常州大学为该文章第一通讯单位，朱卫国教授和周必泰教授为通讯作者。该工作得到华南理工大学苏仕健教授及武汉大学谢国华研究员在器件制备方面的指导与支持。该研究同时得到了国家自然科学基金-中石化联合基金(U1663229)、国家自然科学基金(51473140)、江苏省“双创人才”高校创新类工程，光电热能将转换材料与应用江苏省工程实验室开放基金、材料科学与工程江苏省高等学校优势学科建设工程(PAPD)，高分子材料与工程江苏高校品牌专业建设工程(TAPP)、发光材料与器件国家重点实验室开放基金(2017-skllmd-12)、江苏省研究生科研创新计划基金(KYCX18-2618)的经费支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Highly Emissive Dinuclear Platinum(III) Complexes

Xiugang Wu, Deng-Gao Chen, Denghui Liu, Shih-Hung Liu, Shin-Wei Shen, Chih-I Wu, Guohua Xie, Jianwei Zhou, Zhi-Xuan Huang, Chun-Ying Huang, Shi-Jian Su, Weiguo Zhu*, Pi-Tai Chou*

J. Am. Chem. Soc., 2020, DOI: 10.1021/jacs.9b13956

导师介绍

朱卫国

http://zwg.cczu.edu.cn/

周必泰

https://www.ch.ntu.edu.tw/member/faculty/chop/

https://www.x-mol.com/university/faculty/40460