实验室陈东成副教授团队：光激发下苯胺衍生物中电致激基缔合物的形成：实验证据

部分有机光电子材料的电致发光（EL）光谱中会出现光致发光（PL）中未观测到的独特发射峰。以TAPC基器件为例，其EL光谱在约580 nm处存在特征峰，而PL光谱中并未检测到。该现象由Kalinowski等人于2000年首次报道，并将其归因为电致激基缔合物（electromer）的形成。然而，长期以来，导致电致激基缔合物发射的具体化学结构始终未能明确，其本质仍存在争议。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的陈东成副教授课题组研究发现通常被认为源于电荷注入导致的电致激基缔合物发射，可以通过飞秒激光处理方法诱导产生。结构表征证实，激光处理后的TAPC分子中环己烷环发生了一个碳－碳键的断裂，该结构变化是580 nm处电致激基缔合物发射的起源。本研究为理解电致激基缔合物提供了不同于传统认识的视角，从实验上阐明了其形成起源。

对未处理样品和经过飞秒激光处理的（355nm飞秒激光脉冲，1 kHz，110 fs脉宽）样品在施加电压前测量其PL光谱。与仅在372 nm处呈现单一发射峰的未处理样品相比，飞秒激光处理样品在372 nm和580 nm处均表现出明显的发射峰。其中，电致下观察到的580 nm的发射峰被认为来源于电致激基缔合物的形成。然而，在经激光处理的样品的PL光谱中观测到580 nm处的发射峰，这与对电致激基缔合物的通常理解相矛盾，因为电致激基缔合物广泛被认为源于电荷注入。

制备两种不同结构的薄膜：石英/TAPC（500nm；QT）和石英/TAPC（500nm）/石英（QTQ）。两种样品均经过飞秒激光处理并在空气中进行PL测量。相对于QT样品，QTQ样品在激光处理下额外出现580 nm的发射峰。推断激光照射诱导产生了一种不同于TAPC分子的新物种，且对空气敏感。

采用ss-NMR对激光处理前后的TAPC粉末样品进行了表征。激光处理后的TAPC粉末在13ppm至14ppm和28ppm至31ppm处呈现出不同的信号，分别归属于碳链的末端甲基和烷链的亚甲基。这些观察结果表明，在激光处理下，TAPC中的环己烷发生了断裂，生成了烷基链。进一步采用MALDI-TOF对所推测的片段分子量进行测定。质荷比为626的峰对应于TAPC的分子量。在质荷比小于626的区域未观察到显著差异，经过激光处理的样品在637处观察到明显的峰，637（TAPC-FLT）=626（TAPC）+23（Na）-12（C），表明激光处理后样品的分子相比于TAPC分子缺失了一个碳原子。

相关研究成果以“Electromer formation in a diamine derivativeunder optical excitation: Experimental evidence”为题发表在Applied Physics Letters上，其中通讯作者为陈东成副教授，共同第一作者为陈绍枫硕士生和祝畅硕士。该研究工作得到了国家重点研发计划（项目号：2020YFB0408000）、广东省科学技术厅（项目号：2019TQ05C778）以及广东省基础与应用基础研究基金（项目号：2019A1515011639）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0291131