2021年度报告

2021年度重点室考核报告（上报版）.doc

本年度，实验室围绕既定研究方向开展研究工作，主要进展如下，具体内容详见报告：高效的深红光/近红外（DR/NIR）发光材料在夜视、生物成像、光通信和光治疗等领域有着迫切需求。然而，受制于“能隙规则”，即随着发光波长的红移，染料单重态零振动级（v0）与基态高振动级之间的振动耦合（产生非辐射跃迁）大大增强，导致高性能的DR/NIR发光材料十分稀少。为了从根本上克服“能隙规则”，清华大学段炼教授团队从抑制非辐射跃迁过程入手，提出一种构建浅势能面的高效DR/NIR发光染料的新思路，浅势能面发光染料如何能实现高效DR/NIR发射？对于传统的DR/NIR染料，只需要基态中的少量振动阶梯就能够满足与单重态v0的振动耦合，从而大大增强了非辐射跃迁过程；相反，对于浅势能面DR/NIR体系，由于振动频率很低，基态中的振动阶梯很难达到与 单重态v0振动耦合的能量需求，从而理论上有利于消除非辐射跃迁。多重共振（MR）染料体系具有较浅的势能面，然而实现长波长发射的MR染料极其困难。该课题组基于前期提出的“协同电子耦合增强”策略的基础上（Angew. Chem. Int. Ed. 2019,131,17068），通过采用对位B-苯基-B和N-苯基-N的分子结构调控策略，首次制备合成了具有浅势能面的深红光BN-MR染料:R-BN和R-TBN。R-BN和R-TBN在甲苯溶液中发光波长分别为662 nm 和 692 nm ，同时均具有38 nm的窄半峰宽、100%的高光致发光效率；以其为发光材料制备的深红光OLED，实现了~28%的创纪录的最大外量子效率。（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20498–20503）