長余輝（LPL） 材料由于其在關(guān)閉激發(fā)光源后仍延續(xù)一段時間的三線態(tài)磷光發(fā)射特性，在成像、防偽、照明、顯示和磷光激光等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。在過去的幾十年，無機(jī)氧化物、碳量子點(diǎn)、鈣鈦礦、高分子聚合物、有機(jī)小分子以及金屬-有機(jī)配合物等不同類型的長余輝材料已被設(shè)計、合成和推廣。但是這些材料基本上都表現(xiàn)為單一顏色的長余輝發(fā)光。換言之，它們的輻射躍遷主要來自于同一來源的分子激發(fā)三線態(tài)T1。而來自于不同分子激發(fā)態(tài)，并能夠隨激發(fā)波長、時間、溫度等參量產(chǎn)生多模調(diào)色特性的長余輝發(fā)光材料仍有待開發(fā)。
圖1、多模調(diào)色長余輝配位聚合物L(fēng)IFM-WZ-7-9
近日，我校化學(xué)學(xué)院潘梅課題組，設(shè)計合成了一系列含不同鹵素陰離子的{Cd(TzPhTpy)X]×H2O}n (X = Cl, Br, I) 型配位聚合物（LIFM-WZ-7-9），并研究了其多色可調(diào)長余輝特性（圖1）。室溫固態(tài)下，三種配位聚合物在紫外光激發(fā)下均同時發(fā)射短波熒光和長波室溫磷光，但具有不同的相對強(qiáng)度和總體發(fā)光顏色（藍(lán)光、青光和白光）。進(jìn)一步研究表明，三種配位聚合物都存在雙室溫磷光，分別來源于單分子狀態(tài)和分子堆積狀態(tài)的三線態(tài)能級。更重要的是，紫外激發(fā)光關(guān)閉后，三種配位聚合物均表現(xiàn)出室溫長余輝發(fā)光，且其長余輝發(fā)光的顏色可隨溫度、時間和激發(fā)波長進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了從黃色、綠色到紅色的多色長余輝動態(tài)調(diào)控（圖2）。
圖2、LIFM-WZ-7-9隨a) 溫度、b) 時間和c) 激發(fā)波長的多模調(diào)色長余輝
單晶 X-射線衍射分析和理論計算表明，引起上述三種不同配位聚合物多色可調(diào)長余輝的主要原因在于，鹵素影響下的單分子狀態(tài)和分子堆積狀態(tài)的三線態(tài)能級發(fā)光共存。同時，鹵素重原子效應(yīng)對促進(jìn)系間竄越和縮短磷光壽命產(chǎn)生相互抗衡的兩種作用，從而對長余輝的效率和壽命帶來影響并隨外界參量產(chǎn)生調(diào)變。上述結(jié)果對于金屬-有機(jī)長余輝材料的發(fā)光機(jī)制及其在顯示、防偽、成像等領(lǐng)域的應(yīng)用都具有重要意義（圖3）。
圖3、LIFM-WZ-7-9的多模調(diào)色長余輝機(jī)制及其應(yīng)用
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上，我校化學(xué)學(xué)院潘梅教授為文章的通訊作者，第一作者是2020屆博士研究生王政。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012831
