近年来，纯有机室温磷光（RTP）材料因其在生物成像、信息加密、数据存储等领域的应用潜力而受到广泛关注，尤其是具有电荷转移（CT）特征的单分子型RTP材料，其电荷转移态（³CT）磷光特性将会增加电荷分离的效率，使其在人工光催化和光伏领域具有潜在的应用。尽管局域三重激发态（3LE）跃迁特征的RTP材料的开发方面已取得显著进展，但具有3CT特征的RTP材料的报道仍较为有限。
图1：aDOF-DBCz 和cDOF-DBCz的结构特点
近日，四川大学黄艳教授团队开发了秒级 X 型 3 CT有机室温磷光材料。通过筛选合适的D、A单元，利用两种X型连接方式获得了轴对称的 aDOF-DBCz 和中心对称的 cDOF-DBCz（图1）。核磁共振氢谱中的空间屏蔽效应对质子化学位移影响的差异表明cDOF-DBCz较aDOF-DBCz具有更近的D-A空间距离，其更紧凑的空间构型不仅强化了跨空间波函数重叠，增强跨空间电荷作用，还抑制了三线态激子的非辐射失活。凭借这种结构上的细小改变带来的对分子激发态能级的精准调控，cDOF-DBCz@PMMA可在室温下藉由振电耦合途径实现反Kasha ³CT 型超长发光和 31% 的量子产率（图2）。
得益于具有长寿命（1.16秒）、高能级（2.91 eV）的3CT，cDOF-DBCz可应用于光引发剂和原位缺陷指示剂（应用于透明涂层的高效检测）。与³LE RTP材料OF-BCz（在PMMA中τPh=1.92秒，ΦPh=30%）相比，cDOF-DBCz在聚合过程中所需用量更少（1×10⁻⁵ /7.5×10⁻⁵ mol g⁻¹），且紫外固化时间更短（180 s /300 s）, 清晰展现出3CT 材料的优势。
该研究以“Precise Energy-Level Engineering of X-Shaped D–A Dyads for 1.16 s Anti-Kasha 3 CT Room-Temperature Phosphorescence”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed.。四川大学为第一单位，化学学院黄艳教授为该论文通讯作者，四川大学博士研究生罗贵银为本文第一作者。感谢重庆沃肯新材料科技股份有限公司在经费及光刻应用方面给予的帮助和支持。感谢四川大学分析测试中心王彦莹老师在光物理测试，以及四川大学化学学院分析测试平台在核磁共振波谱等测试中的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.4247008
