超長有機磷光（UOP）材料具有長的發光壽命，當撤去激發源后仍然維持一段時間的發光，所以也被稱為有機長余輝材料。這類材料在緊急照明、交通標識、防偽、光學記錄以及生物成像等領域具有重要的潛在應用，近年來受到廣泛關注。尤其在細胞成像等實際應用方面，它能有效地消除背景光或激發光的干擾，可以在很大程度上提高信噪比。但是，由于有機分子中激子系間竄躍較慢但非輻射躍遷又很快速，導致大多數UOP材料的磷光量子效率（QE）低于20％，這極大地限制了這類材料的實際應用。因此，開發高效率的UOP材料具有重要的研究意義和應用價值。
近日，中山大學化學學院池振國教授研究團隊提出了一種通過調節鹵素的取代位置以引入分子內鹵鍵來提高UOP材料QE的新策略。其中，CzS2Br的磷光效率高達52.10％，這是迄今為止報道的單組分有機長余輝效率最高值。通過系統地研究發現，作者指出分子內鹵鍵（intramolecular halogen bonding，分子內鹵氧相互作用）是獲得高效率UOP材料的關鍵所在。分子內鹵鍵不僅能夠通過促進自旋-軌道耦合以提高分子系間竄躍效率，還可以抑制激發態分子的振動和轉動，從而限制分子的非輻射躍遷。
上述研究結果發表于Angewandte Chemie International Edition，中山大學化學學院為第一完成單位。（Zhan Yang, Chao Xu, Wenlang Li, Zhu Mao,* Xiangyu Ge, Qiuyi Huang, Huangjun Deng, Juan Zhao,* Feng Long Gu, Yi Zhang, and Zhenguo Chi*. Boosting Quantum Efficiency of Ultralong Organic Phosphorescence up to 52% via Intramolecular Halogen Bonding. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202007343）。
以上研究工作得到了國家自然科學基金和中央高校基本科研業務費等項目的大力支持。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202007343
