万清同学在Journal of Materials Chemistry C上发表文章
三线态激子调控在有机发光二极管、有机光催化剂和光动力肿瘤治疗等应用领域都具有非常重要的研究价值,材料的能级调控是激子转化的重要影响因素之一。“热激子”理论的发展为设计高效率深蓝光及近红外OLED器件提供了重要的指导思想,然而如何通过分子结构优化影响材料的激发态能级分布规律进而激活“热激子”转化通道提升激子利用效率仍未见报道。在本年度中,我们基于前期工作发展的新型深红光AIE基元TNZ(Adv. Optical Mater. 2020, 8, 1901520),通过不对称分子工程在其侧基引入具有特殊三线态能级分布的稠环芳烃取代基元(芘、菲、萘),制备了三种具有高荧光量子效率的AIE深红光材料体系。结合光物理性质表征和激发态能级理论模拟,明确了分子结构优化对于影响三重态能级分布的规律,并提出了三重态能级“插板效应”以明确分子工程实现能级分布调控的可行性,即具有高T2能级属性的插板基元可强化萘并噻二唑的“档板效应”,而低T2能级属性的插板基元将会弱化“档板效应”。此外,我们认为三个主要因素(大的ΔT2T1、小的ΔES11T2、大的SOC)是激活“热激子”通道的关键所在,最终实现了非掺效率为2.63%,效率滚降低的深红光器件。该工作为后期设计高效率“热激子”OLED发光材料、光敏剂和催化剂具有重要的指导意义。
该工作发表在Journal of Materials Chemistry C(2020, 8, 14146--14154)上。
文章信息:Qing Wan, Bin Zhang, Yao Ma, Zhiming Wang*, Tian Zhang*, Ben Zhong Tang*, Journal of Materials Chemistry C, 2020, 8, 14146—14154. 影响因子:7.059Wan_Qing_J Mater Chem C.pdf
陈孔麒同学在Materials Horizons上发表文章
光激活材料由于其在超分辨率成像、生物传感和光学开关相关领域中的潜在应用,然而利用这种光化学的机制来实现光激活的材料仍存在很多亟待解决的问题。相比之下,光物理主导的光激活过程显得较有优势,但是材料实例体系鲜有报道。本工作我们提出一种基于AIE思想且光物理过程主导的新型光激活材料实例---光诱导结晶荧光增强(Photo-induced Crystallization with Emission Enhancement,PICEE)。该工作采用四苯基乙烯(TPE)骨架制备成异喹啉的有机盐衍生物(TIOdB),除了具有显著的AIE现象外,其在低功率连续光照射下,其在溶液中的荧光强度大幅度增强,具有显著的光激活特性。通过核磁、吸收-发射光谱等数据分析,该光激活过程并没有发生常见的化学反应,而是由光诱导分子聚集变化为主导的物理行为。通过SEM形貌表征,我们可以直观地观察到,随着辐照时间的延长,原本无规则的小的纳米颗粒逐渐消失并伴随着明显的大尺寸的晶体的形成,加之其AIE特性而导致荧光增强。借助晶体分析和初步的理论计算,这种物理过程可以解释为:在光激发下,激发态的TIOdB分子构象发生了变化,导致其通过分子间的强相互作用形成更加规整有序的排列,如纳米晶体或更大更紧密的聚集体。另外,所用光照强度与其荧光增加强度之间存在一定的线性关系,这在优化与监测植物生长条件上具有一定的应用潜力;同时,TIOdB具有良好生物相容性,其在高质量生物光激活荧光成像和诊疗中具有非常大的应用前景。这些结果表明,PICEE过程可以为设计原位形成纳米晶体和开发更多具有新的光激活机制的多功能材料提供一种新的策略。
图1. 光诱导结晶荧光增强(PICEE)过程及应用示意图
该工作发表在Materials Horizons (2020, 7 , 3005–3010)上。
文章信息:Kongqi Chen, Rongyuan Zhang, Ganggang Li, Baoxi Li, Yao Ma, Ming Sun, Zhiming Wang*, Ben Zhong Tang*, Photo-induced crystallization with emission enhancement (PICEE). Materials Horizons, 2020,7, 3005-3010. 影响因子:12.319 Chen_Kongqi_d0mh01200a.pdf
韩鹏博同学在ACS Applied Material & Interfaces 上发表文章
聚集诱导发光分子(AIEgens)已经在非掺杂有机发光二极管(OLED)领域展现了巨大的应用前景。然而色坐标CIEy<0.045的高效非掺杂AIEgen-OLEDs仍然是稀少的。因此,基于之前的高取向深蓝光AIEgen-OLED工作 (J. Mater. Chem. C 2020, 8, 7012-7018),我们将分子中的三苯胺改为给电子能力更弱的咔唑衍生物,制备了高效发光的蓝紫光AIEgens。在薄膜状态,这些AIEgens可以实现接近100%的发光量子效率,并且发光波长位于蓝紫光区域。使用这些AIEgen作为发光层构筑了高效且稳定的非掺杂紫蓝光OLED,器件的外量子效率达4.3%,CIEy值为0.035,远远小于国际照明委员会规定的CIEy<0.046的超高清显示标准。因此,基于四苯基苯,这些紫蓝光AIEgens作为发光层可以实现高效的非掺杂蓝紫光OLED,其将在超高清显示领域方面具有广阔的应用前景。
图1. 材料以及制备的非掺杂紫蓝光器件性能
该工作发表在ACS Applied Material & Interfaces (2020, 12, 46366)上。
文章信息:Pengbo Han, Chengwei Lin, Dongge Ma*, Anjun Qin*, Ben Zhong Tang, Violet-Blue Emitters Featuring Aggregation-Enhanced Emission Characteristics for Nondoped OLEDs with CIEy Smaller than 0.046. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 46366-46372. 影响因子:8.758.Han_Pengbo_acsami.0c12722.pdf