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技术 | 动态共振有机光电材料新进展

发布时间:2022-04-18收藏本文关闭本文

有机光电材料和器件的智能化是有机电子学今后重要的发展方向之一,发展具有动态响应特性的光电材料,有望赋予光电器件独特的性能,开拓器件应用研究领域的新视野,为研制高性能和新功能器件提供新途径。然而,如何理性地构建动态响应型光电材料仍然是一个挑战,相关研究已经成为化学、材料领域的前沿热点问题。

针对这一难题,南京邮电大学陈润锋教授和黄维院士团队基于诺贝尔奖获得者Pauling提出的经典共振理论,利用共振体系真实电子状态在不同结构之间共振的动态调节特性,提出光电性质动态选择性调控概念,建立光电材料分子设计和功能的动态调控方法,创制了新型动态共振光电材料。在前期的研究基础之上,他们进一步发现共振结构之间转变的活化能(ERV)是影响有机长余辉材料刺激响应的关键因素,提出利用共振工程调控其活化能实现三线态激子动态产生速率的调控,建立了衡量材料光活化能力的量化参数,开发了具有可调制动态光响应行为的有机长余辉材料体系。

研制的动态有机长余辉材料明显的光活化现象和优异的循环稳定性,其发光寿命从~40 ms提高到了720 ms,发光效率由1.54%提高到了5.1%,并且表现出可控的光活化速率,随着共振活化能的增加,其光活化速率逐渐降低,在功率密度为0.5 mW/cm2时,其光活化速率可以由0.48 min-1减小到0.31 min-1。利用此类具有可控光活化能力的动态共振有机长余辉材料作为涂层材料,开发了新型可重复利用的光学加密纸张。利用图案化的紫外光照射和热处理技术,可以实现图案/信息的按需调制和擦除。这一工作攻克了动态响应型光电材料(2022全国金属材料分析测试与模拟计算线上报告会分子设计的科学问题,阐明了共振能力是动态共振光电材料性质调控的关键所在,为动态共振光电材料分子结构的理性设计与优化,材料性能的精确调控提供了一定的理论指导和新的技术途径。

相关工作发表在国际权威学术期刊Journal of the American Chemical Society(《美国化学会志》)上,文章的共同通讯作者为南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院陶冶教授、黄维院士和陈润锋教授。这一工作是陈润锋教授和黄维院士团队从零起步,开辟、发展了动态共振有机光电材料的研究方向,并持续深耕这一冷门的领域的最新研究成果。

原文:

Resonance-Induced Stimuli-Responsive Capacity Modulation of Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence

Ye Tao*, Chang Liu, Yuan Xiang, Zijie Wang, Xudong Xue, Ping Li, Huanhuan Li, Gaozhan Xie, Wei Huang*, and Runfeng Chen*

J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c01669

(资料来源:中冶有色金属技术网)