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南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭佑軒課題組在手性發(fā)光

時(shí)間:2020-07-22 17:35來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 瀏覽:
【點(diǎn)擊右上角加'關(guān)注',全國(guó)產(chǎn)經(jīng)信息不錯(cuò)過(guò)】手性發(fā)光材料能夠分別發(fā)出左、右手圓偏振光(CPL),在圓偏振電致發(fā)光器件(CP-OLED)和3D

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南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭佑軒課題組在手性發(fā)光材料領(lǐng)域取得系列進(jìn)展

手性發(fā)光材料能夠分別發(fā)出左、右手圓偏振光(CPL),在圓偏振電致發(fā)光器件(CP-OLED)和3D顯示有潛在的應(yīng)用價(jià)值。非對(duì)稱g因子是衡量其非對(duì)稱發(fā)光能力的關(guān)鍵,而現(xiàn)有的CPL材料普遍g因子小,影響了其在3D顯示中的應(yīng)用。

化學(xué)化工學(xué)院鄭佑軒課題組在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了手性發(fā)光材料CP-OLED性能的研究,在手性銥配合物(Sci. Rep., 2015, 5, 14912;Adv. Optical Mater., 2016, 4, 1726; Chem. Commun., 2019, 55, 8215)、手性鉑配合物(Chem. Eur. J., 2019, 25, 5672)、手性熱延遲熒光材料(Adv. Mater., 2019, 31, 201900524; J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 7045)和手性長(zhǎng)余輝發(fā)光材料(Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 17220)、具有螺旋結(jié)構(gòu)的多肽化合物(J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 12697; Adv. Optical Mater., 2020, 1902122)、手性鈣鈦礦對(duì)映鐵電體(J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 4756)等方面取得了系列創(chuàng)新性成果。

最近,鄭佑軒課題組從手性環(huán)己二胺出發(fā),通過(guò)簡(jiǎn)單的親和取代反應(yīng)得到了基于手性環(huán)己二胺的熒光材料,產(chǎn)率最高可達(dá)92%,ee >99%。

并通過(guò)N-甲基、咔唑和二苯胺等給電子基團(tuán)的變化調(diào)控其發(fā)光,實(shí)現(xiàn)了從藍(lán)光(420 nm)到紅光(610 nm) 的圓偏振發(fā)射,在甲苯溶液中的g因子位于10-4-10-3范圍。以其為發(fā)光中心制備的CP-OLED器件中,外量子效率最高可達(dá)5.5%,并具有較小的效率滾降,器件的gEL因子也能達(dá)到-1.4×10−3/+1.3×10−3。該工作以"Multi-color Circularly Polarized Photoluminescence and Electroluminescence with 1,2-Diaminecyclohexane Enantiomers"為題發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces (2020, DOI: 10.1021/acsami.0c02400)上,研究結(jié)果為全色圓偏振發(fā)光材料和器件提供了借鑒。博士研究生羅旭峰和商丘師范學(xué)院的韓華博博士為論文共同第一作者。

南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭佑軒課題組在手性發(fā)光材料領(lǐng)域取得系列進(jìn)展

基于碳手性的CPL材料由于其HOMO/LUMO電子云在手性部分的分布很少,材料和器件的g因子比較低。

為了提高手性熱延遲熒光材料及其器件的g因子,鄭佑軒課題組又開(kāi)發(fā)了基于聯(lián)苯軸手性的雙核TADF材料(R/S)-BPPOACZ,以氰根為吸電子基團(tuán)、以吩噁嗪和咔唑?yàn)榻o電子基團(tuán),其發(fā)光效率達(dá)到86%

從計(jì)算模擬可以看出,非對(duì)稱聯(lián)苯作為手性源直接參與了前線軌道的分布,可能誘導(dǎo)出強(qiáng)烈的CPL發(fā)光,具有較大的g因子(在甲苯溶液中為9.710-3,在摻雜薄膜中為1.8 × 10−2),是手性有機(jī)小分子中最大的數(shù)據(jù)之一。以其為發(fā)光中心制備的CP-OLED器件亮度達(dá)到35711 cd m-2,EQEmax達(dá)到16.6%,效率滾降較小。

并且器件表現(xiàn)出明顯的圓偏振電致發(fā)光信號(hào),gEL達(dá)到+4.5 × 10-3和-2.8 × 10-3。該工作以"Axially chiral biphenyl compound-based thermally activated delayed fluorescent materials for high-performance circularly polarized organic light-emitting diodes"為題發(fā)表在Adv. Sci. (2020, 2000804)上,博士研究生涂貞龍為論文第一作者。

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以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51773088,21975119)的資助,并得到了左景林教授、王毅副教授及潘毅教授的幫助。

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