作者设计了一个简单结构的分子CAT-1,在APDC-DTPA分子的基础上用拉电子的CN基团来替换了其中一个供体。对比APDC-DTPA分子,它具有更加稳定的ICT状态,**的提升了受体强度,从而获得了一个巨大的红移。这与作者的DFT/TD-DFT (B3LYP/6-31G*)计算结果吻合。
作者分别在稀溶液、掺杂蒸发膜以及由热蒸发和滴铸制成的均匀膜中研究了CAT-1的光物理性质。对比在甲苯、氯苯和二氯甲烷溶液中的发射发现明显的正溶剂化显色,在甲苯(λmax=770nm)和二氯甲烷(λmax=900nm)中的发射红移了130nm,远大于APDC-DTPA,通过这样的对比体现在没有聚集情况下该设计策略的**。
在将wt 10% CAT-1掺杂进CBP,在实验中发现温度越高(10~292K),延迟荧光寿命越长。同时,在氧气的存在下,其荧光强度存在**的淬灭。作者还通过在低温荧光及磷光光谱的数据计算了△EST=0.04eV。这些均证明了CAT-1的热激活延迟荧光特性。同时,在增加CBP中CAT-1的质量分数时还发现,其发射波长也在增大,量子效率却在降低,说明了CAT-1光致发光波长和量子效率之间存在着一种平衡。
研究者还进行了一系列电致发光的实验,探究其作为OLED材料表现性能。纯CAT-1在作为均匀蒸发膜的电致发光波长达到904nm, 这个波长大于此前所报道的所有TADF材料,比传统荧光器件和磷光器件更具有竞争力。
长波长热激活延迟荧光材料的设计中,传统策略中多个供体的加入对于发射红移的影响很小,反而增加了合成的复杂程度,所以应该聚焦于单个供体受体的D-A体系,加强受体的强度来达到一个巨大的红移效果。此外,对于长波长区域的量子效率低的问题,作者认为可以通过结合一个更刚性的供体,来减少分子聚集引起的淬灭。这项工作设计出了一个前所未有大发射波长的TADF材料,为未来TADF材料的设计提供了一种新的思路。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09323
原文引用:DOI:10.1021/jacs.9b09323
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小编zhn2022.01.20