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純有機(jī)室溫磷光 (RTP) 材料由于環(huán)境友好、柔性、分子設(shè)計(jì)靈活、制備簡便等優(yōu)點(diǎn)，特別是能夠有效地利用三重態(tài)激子發(fā)光，在信息加密、生物成像、平面顯示、固態(tài)照明等光電子領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景，是目前功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

最近備受關(guān)注的雜化局域和電荷轉(zhuǎn)移 (HLCT) 材料由于其理論上100%的激子利用率和高能態(tài)反向系間竄躍過程，在制備高性能的有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED)方面非常有吸引力。但是，由于HLCT分子的高能三線態(tài)和最低三線態(tài)之間存在的巨大的能級(jí)差，導(dǎo)致HLCT分子不具備有效的室溫磷光發(fā)射。

近日，南京郵電大學(xué)黃維院士陳潤鋒教授團(tuán)隊(duì)與聊城大學(xué)王文軍教授團(tuán)隊(duì)合作通過合理的設(shè)計(jì)，成功地將HLCT和RTP特性同時(shí)集成到有機(jī)分子之中。該新型的HLCT-RTP分子 (NCmO) 為D-π-A結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)而穩(wěn)定發(fā)光特性的香豆素作為π共軛核心，中等強(qiáng)度的二乙基胺作為電子給體 (D) 和羰基苯作為電子受體 (A)，以避免分子變成純電荷轉(zhuǎn)移或局域激發(fā)態(tài)，成功構(gòu)建了HLCT特性。另外，香豆素核心和電子受體單元中含有的羰基，電子給體單元中的氮原子可以促進(jìn)單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)之間高效的系間竄躍。同時(shí)，NCmO的共振結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（CT）性質(zhì)使得分子剛性并具有較好的發(fā)光性能，特別是導(dǎo)致T₂和T₁的能級(jí)差降低，有利于通過內(nèi)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生T₁激子發(fā)出RTP。

NCmO摻雜在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中表現(xiàn)出優(yōu)異的有機(jī)超長室溫磷光發(fā)射，壽命高達(dá)209 ms，總發(fā)光量子效率為81%，余輝量子效率為12%。當(dāng)摻雜在2,8-bis(diphenyl-phosphoryl)-dibenzo[b,d]thiophene (PPT)中時(shí)，仍然可以具有高效的有機(jī)超長室溫磷光的發(fā)射，壽命長達(dá)251 ms。

以NCmO作為客體摻雜在主體PPT中制備的OLED，在關(guān)閉電壓后展現(xiàn)出了壽命長達(dá)201 ms的電致余輝發(fā)射。另外，余輝OLED器件在反復(fù)多次的開關(guān)電壓后，仍然可以保持良好的穩(wěn)定性。

作者通過進(jìn)一步在發(fā)光層中添加輔助主體的方法，使余輝OLED的性能獲得了進(jìn)一步的提高。優(yōu)化后的器件實(shí)現(xiàn)了高達(dá)11.98%的總外量子效率和3.11%的余輝外量子效率，這是迄今為止報(bào)道的OURTP-OLED的最高效率。

在該工作中，陳潤鋒教授團(tuán)隊(duì)首次成功地在單個(gè)有機(jī)分子中結(jié)合了HLCT和RTP特性，并且展現(xiàn)出高效的光物理性能?；诖朔肿又苽涞腛URTP-OLED器件獲得了迄今為止報(bào)道的最高的總外量子效率，并且首次獲得了器件的余輝外量子效率。這些結(jié)果不僅打破了HLCT和RTP相結(jié)合的困境，提高了余輝OLED器件的性能，更是豐富了RTP/OURTP材料的種類，加深了對(duì)RTP發(fā)射的應(yīng)用和其與多種發(fā)射行為的協(xié)同作用的理解。