高效率近紅外發(fā)光材料因其在生物成像、醫(yī)療、光通信和夜視器件等方面的重要應(yīng)用而備受關(guān)注。但受制于能隙法則(energy gap law)，即隨著激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間的能隙差減小，非輻射躍遷速率常數(shù)呈指數(shù)增加，導(dǎo)致開發(fā)高效率的有機(jī)近紅外發(fā)光材料(> 700 nm)一直是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，從而嚴(yán)重限制了相關(guān)器件電致發(fā)光效率的提升。到目前為止，盡管已有極少量性能較好的近紅外有機(jī)發(fā)光二極管(NIR-OLED)獲得超過15%的外量子效率，但表現(xiàn)出純近紅外發(fā)光的NIR-OLED電致發(fā)光效率通常低于5%。

針對(duì)這一問題，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院楊曉龍、孫源慧、周桂江等人與五邑大學(xué)陳釗合作報(bào)道了電致發(fā)光效率達(dá)到16.43%的純近紅外發(fā)光NIR-OLED。研究人員通過優(yōu)化Ir(III)配合物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低金屬中心到配體電荷轉(zhuǎn)移躍遷，提高三線態(tài)激發(fā)態(tài)中的基于配體的ππ躍遷成分，成功地將發(fā)光光譜半峰寬降低至43 nm，獲得了最大發(fā)射峰位于730 nm附近的高效率純近紅外發(fā)光材料。研究人員采用溶液旋涂法制備了相應(yīng)的電致發(fā)光器件，獲得了與對(duì)應(yīng)材料光致發(fā)光光譜近乎一致的純近紅外電致發(fā)光光譜，且最高電致發(fā)光效率分別高達(dá)15.00%和16.43%，顯著超過了已報(bào)道的基于近紅外Ir(III)配合物的NIR-OLED最高電致發(fā)光效率，也顯著超過了采用溶液旋涂法制備的基于不同有機(jī)近紅外發(fā)光材料的NIR-OLED最高電致發(fā)光效率。

近日，該研究成果以《用于溶液法制備外量子效率超過16%的有機(jī)發(fā)光二極管的窄光譜純近紅外發(fā)光銥配合物》(Narrowband Pure Near-Infrared (NIR) Ir(III) Complexes for Solution-Processed Organic Light-Emitting Diode (OLED) with External Quantum Efficiency Over 16%)為題發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。論文第一作者為西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院楊曉龍副教授，通訊作者為西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院孫源慧副教授、周桂江教授與五邑大學(xué)陳釗博士。西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院是論文第一通訊單位。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)的資助。論文的測(cè)試表征得到了西安交通大學(xué)分析測(cè)試共享中心和化學(xué)學(xué)院分析測(cè)試中心的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309739

（來源：西安交通大學(xué)）