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Intramolecular Noncovalent Interactions Facilitate Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2019-05-29 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01220 Xian-Kai Chen 1 , Brandon W. Bakr 1 , Morgan Auffray 2 , Youichi Tsuchiya 2 , C. David Sherrill 1 , Chihaya Adachi 2, 3 , Jean-Luc Bredas 1
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2019-05-29 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01220 Xian-Kai Chen 1 , Brandon W. Bakr 1 , Morgan Auffray 2 , Youichi Tsuchiya 2 , C. David Sherrill 1 , Chihaya Adachi 2, 3 , Jean-Luc Bredas 1
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In the conventional molecular design of thermally activated delayed fluorescence (TADF) organic emitters, simultaneously achieving a fast rate of reverse intersystem crossing (RISC) from the triplet to the singlet manifold and a fast rate of radiative decay is a challenging task. A number of recent experimental data, however, point to TADF emitters with intramolecular π–π interactions as a potential pathway to overcome the issue. Here, we report a comprehensive investigation of TADF emitters with intramolecular π···π or lone-pair···π noncovalent interactions. We uncover the impact of those intramolecular noncovalent interactions on the TADF properties. In particular, we find that folded geometries in TADF molecules can trigger lone-pair···π interactions, introduce a n → π* character of the relevant transitions, enhance the singlet–triplet spin–orbit coupling, and ultimately greatly facilitate the RISC process. This work provides a robust foundation for the molecular design of a novel class of highly efficient TADF emitters in which intramolecular noncovalent interactions play a critical function.
中文翻译：
分子内非共价相互作用促进热活化延迟荧光（TADF）
在热激活延迟荧光（TADF）有机发射体的常规分子设计中，同时实现从三重态到单重态歧管的快速系统间反向穿越（RISC）速率和快速的辐射衰减速率是一项艰巨的任务。但是，最近的许多实验数据表明，分子内π-π相互作用的TADF发射体是克服该问题的潜在途径。在这里，我们报告了与分子内π···π或孤对···π非共价相互作用的TADF发射体的全面研究。我们发现分子内非共价相互作用对TADF性质的影响。特别是，我们发现TADF分子中折叠的几何结构可以触发孤对···π相互作用，引入相关跃迁的→π*特征，增强单重态-三重态自旋轨道耦合，并最终极大地促进了RISC过程。这项工作为分子内非共价相互作用起关键作用的新型高效TADF发射体的分子设计提供了坚实的基础。
更新日期：2019-05-29
中文翻译：
分子内非共价相互作用促进热活化延迟荧光（TADF）
在热激活延迟荧光（TADF）有机发射体的常规分子设计中，同时实现从三重态到单重态歧管的快速系统间反向穿越（RISC）速率和快速的辐射衰减速率是一项艰巨的任务。但是，最近的许多实验数据表明，分子内π-π相互作用的TADF发射体是克服该问题的潜在途径。在这里，我们报告了与分子内π···π或孤对···π非共价相互作用的TADF发射体的全面研究。我们发现分子内非共价相互作用对TADF性质的影响。特别是，我们发现TADF分子中折叠的几何结构可以触发孤对···π相互作用，引入相关跃迁的→π*特征，增强单重态-三重态自旋轨道耦合，并最终极大地促进了RISC过程。这项工作为分子内非共价相互作用起关键作用的新型高效TADF发射体的分子设计提供了坚实的基础。
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