近年来,有机长余辉材料成为了领域内研究热点。与无机材料相比,有机长余辉材料在生物成像、信息加密等方面表现出独特的优势。其中,双发射长余辉材料同时包含延迟荧光和磷光两个发光成分,分别来源于单线态和三线态激子的辐射跃迁。由于单线态激子和三线态激子会对周围环境变化产生不同的响应,双发射长余辉材料可以通过改变外部环境来实现余辉颜色的调节。虽然这类材料可以实现白光余辉,但在目前所报道的大部分双发射材料中,延迟磷光寿命要远远低于磷光寿命,导致很难观察到持续的白色余辉。
近日,新加坡国立大学刘斌教授团队报导了一种基于咔唑类似物的主客体掺杂体系,实现了颜色可调的双发射长余辉。这一材料体系在温度变化下能够实现余辉由黄色到白色的调节。此外,该材料体系的延迟荧光寿命与磷光寿命相近,激发产生的白色余辉能够持续整个发光过程。 以二苯并咔唑作为客体,咔唑作为主体的掺杂体系在实现有机长余辉过程中具有明显的优势。首先,客体材料同主体材料具有相似的分子结构,引入客体后不会明显改变主体分子的晶格结构,保持了咔唑分子体系高量子效率的特性。其次,主体客体之间的电荷分离与可以促进单线态与三线态激子的生成,这些激子随后传输到客体分子上,并通过辐射跃迁导致延迟荧光与磷光。理论计算表明,该材料体系中的单线态激子可以通过高效的反系间穿越过程转化为三线态激子,更有助于平衡延迟荧光于磷光寿命。由于延迟荧光和磷光对温度变化的响应不同,因此在升温过程中,延迟荧光强度逐渐增加,而磷光强度逐渐降低,使得余辉颜色从黄色逐渐变为白色,这一现象可以很好的应用于信息储存于加密中。 该工作实现了一种颜色可调的双发射有机长余辉,并且成功提高了延迟荧光寿命,使其接近磷光寿命,为有机长余辉材料体系的设计提供了新的思路。后续工作将进一步探索这类材料在柔性显示、生物成像等方面的应用。 论文信息 Color-Tunable Dual-Mode Organic Afterglow for White-Light Emission and Information Encryption Based on Carbazole Doping Xianhe Zhang, Dr. Kok Chan Chong, Dr. Zongliang Xie, Prof. Bin Liu 文章的第一作者是新加坡国立大学博士研究生张显鹤。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202310335