北京信息科大柳渊、北科大李天一Chem Mater:以咪唑卡宾为特征的双配位硬币金属配合物实现高效的蓝色热激活延迟荧光

文摘   2024-10-29 22:50   福建  

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原文链接:10.1021/acs.chemmater.4c02517

 

作为最容易获得的 N-杂环卡宾 (NHC),咪唑卡宾传统上被排除在 TADF 造币金属卡宾-金属- (CMA) 复合物的设计之外,因为它们具有高位未占据π轨道,导致暗的配体间电荷转移 (ICT) 状态。

在这项工作中,与强电子给体吖啶配体合作,制备了一系列以咪唑卡宾为特征的 CMA 复合物,表现出所需的蓝色热活化延迟荧光 (TADF),光致发光 (PL) 量子产率PL) 接近 1,发射衰减寿命短至 1.0 μsS1 T1 之间的小能量差 (ΔEST) 约为 100 meVS1的高辐射衰减率约为 1 × 107 −108 s −1,这些因素促成了良好的 TADF 行为。基于 Cu(I) 发射极的溶液处理蓝色 OLED 显示出超过 8.0% 的外部量子效率 (EQE),证明了在 TADF CMA 发光体设计中使用咪唑鎓卡宾的实用性。相关研究成果发表于《Chem. Mater.》上

 

图文解析

 

 

1. 以咪唑鎓 NHCdipp = 2,6-二异丙基苯基,前线分子轨道 (FMO) 的能量由实验确定;ESI 获取详细数据)为特征的 TADF CMA 复合物的分子设计原理。

 

 

2. (a) IPrCuDPAC(左)、SIPrCuDPAC(右);(b) 具有不同金属离子的SIPrMDPAC;以及 (c) 晶胞中 SIPrCuDMAC 的两种构象异构体的单晶结构。为清晰起见,省略了 H 原子和 dipp 部分。

 

 

3. (a) SIPrCuDPAC 中选定的前沿 MOHOMO:蓝色,LUMO:红色,LUMO + 4:棕色)的图。(b) SIPrCuDPAC S0 S1 跃迁的 NTO 分析(绿色为空穴 NTO,黄色为电子 NTO)和跃迁密度(紫色)。(c) 稀甲苯溶液中 CMA 复合物的吸收光谱。

 

 

4. (a) 掺杂 PS 薄膜中 CMA 复合物的发射光谱。(b) SIPrMDPAC 复合物中配体旋转的弛豫势能表面扫描,步长为 15°。

 

 

5. (a) 1 wt % 掺杂 PS 膜中 SIPrCuDMAC SIPrCuDPAC SIPrAuDMAC随温度变化的发射衰减寿命。样品用 405 nm 的脉冲激光激发,并在其发射最大值处检测到发射。符号为实验数据,虚线表示根据方程 1 的拟合结果。(b) 根据方程 2 220 310 K 范围内随温度变化的发射寿命数据进行拟合。

 

 

6. 基于 SIPrCuDMAC 的溶液处理 OLED 器件结构。(b) EQE 与电流密度的关系,插图显示 EL 光谱。(c) 电流密度和亮度随电压变化的图。

 

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