实验室王志明研究员团队：1,2-硼氮杂芳烃中协同调控电子-振动耦合与电荷转移实现高效稳定窄带电致发光

新兴有机窄带发光材料显著提升了有机电致发光器件（OLED）的色纯度，为下一代超高清与宽色域显示提供了有力支持。然而，有机窄带发光材料的发展仍面临结构多样性拓展、合成效率提升、窄带发射机制阐释以及整体电致发光性能增强等诸多挑战。

华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室王志明研究员课题组通过整合平面锁定、外围旋转以及硼氮（BN）单元延伸等系统化分子设计策略，开发出一类基于1,2-BN杂芳烃的新型窄带发光材料，其最窄光谱半峰宽仅16 nm。研究团队提出“热激子层”设计策略，以优化器件中的激子动力学。基于该材料制备的窄带 OLED 器件展现出高效率、低效率滚降等特点，且与对照的1,4-BN杂芳烃相比，表现出更优的器件稳定性。该研究结果为设计结构多样且具有高电致发光性能的窄带发光材料提供了新的思路。

硼化条件优化与机理研究：该研究采用合成简便且产率高的硼阳离子源促进、胺基导向的一锅硼化反应。计算结果表明，三溴化硼在2,6-二甲基吡啶碱的作用下可生成亲电活性优于三溴化硼的硼物种，从而显著降低关键环化步骤的吉布斯自由能垒。所有目标化合物均可在克级合成上实现超过80%高产率，部分甚至高达93%。

发光机制研究：通过单晶 X 射线衍射确认了分子的平面化结构及其键合特征；通过自然跃迁轨道（NTO）、核独立化学位移（NICS）和键长交替值（BLA）分析揭示了这些 1,2-BN 杂芳烃的电子结构、激发态性质、芳香性及键长交替变化，从而阐明了其光色可调性和光谱窄化的内在机理。电子-振动耦合分析表明，窄带发射来自三方面的贡献：π 骨架的刚性化以减少激发态的结构弛豫；局部柔性的引入以促进高频向低频的能量转换；以及苯环中非键特性的增强和芳香性的减弱，抑制高频振动电子耦合。

器件设计：结合材料较低T1能级（约2.16 eV）的特征，团队提出了一种“热激子层”器件设计策略，通过加速激子动力学过程实现器件效率与稳定性的协同提升，并借助瞬态电致发光（EL）测试阐明了其作用机理。基于[B‑N]2‑DPA的OLED表现出窄带EL发射（26 nm），在1000和10000 cd m‒2 高亮度下效率分别高达27.9%和20.8%，其器件寿命在相同测试条件下是对照1,4-BN 杂芳烃 BCz-BN器件的12.5倍。

相关研究成果以“Tailored Synergistic Vibronic Progressionand Charge Transfer in 1,2-BN-Heteroarenes for Efficient and Stable NarrowbandElectroluminescence”为题发表在Journal of the American Chemical Society上，其中通讯作者为华南理工大学王志明研究员、香港中文大学（深圳）/香港科技大学唐本忠院士、香港科技大学林荣业教授以及汕头大学倪绍飞教授为共同通讯作者。第一作者为香港科技大学张翰博士、华南理工大学博士研究生肖陈发和李保玺博士为共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金，全重实验室自主研究项目和香港研究资助局及创新科技署的支持。