南大燕紅課題組：在碳硼烷基發光材料方面取得重要進展

【成果簡介】

燕紅課題組通過優化供體單元在制備簡單、具有較高熱穩定性（分解溫度360℃）的碳硼烷基菲類分子中實現了固態白光發射，通過分子結構剪裁使得化合物晶體結構由H-聚集體向J-聚集體和交叉堆積轉變，其白光絕對量子效率可達到67%，這是目前單分子有機白光材料中最高值，該研究成果以題為“Highly-Emissive Organic Single-Molecule White Emitters by Engineering o-Carborane-based Luminophores”發表在Angewandte Chemie International Edition上。

【圖文導讀】

圖1 示意圖

碳硼烷基自修復力致變色材料

圖2 設計思路

碳硼烷基單分子有機白光材料

【研究內容】

二十面體碳硼烷根據兩個碳原子的空間位置分為鄰位、間位和對位碳硼烷，因其具有三維大位阻幾何結構和推、拉電子性質以及高的熱和化學穩定性可作為構筑基元合成各種發光功能分子。研究發現鄰位碳硼烷可作為強的電子受體誘導電荷轉移發射。如何利用碳硼烷這一特點構筑新穎碳硼烷基材料值得深入研究。

燕紅課題組首先關注力致變色材料，因其對外界力的刺激做出響應可用在壓力傳感、光學信息存儲等領。通常該性質用于非易失性存儲器，然而固態下較強的分子間相互作用導致易失性存儲器難以實現。該課題組將碳硼烷基元引入到蒽發光團形成“D-p-A”構型發光分子，實現了此類自修復力致變色材料（Chem. Commun. DOI: 10.1039/c6cc07093k）。研究發現碳硼烷的存在使得化合物可以通過力調控固態分子內電荷轉移實現力致變色響應，該響應還可在1分鐘內完成自修復恢復到原始狀態，具有易失性存儲器需要的性能，顯示出潛在應用前景。受以上碳硼烷化合物在固態下具有多重發射特征的啟發，該課題組認為通過合理設計，應該可以實現該類單一有機化合物固態下的白光發射！當前用于照明及顯示的白光器件主要通過互補色或三基色來實現，但遭遇色彩重復性難及制備工藝繁雜等問題。另外，由于難以精確調控分子的激發態，加之固態下分子通常表現出聚集淬滅效應，寬的發射光譜，高效的有機單分子白光材料目前報道很少。

以上研究工作第一作者為南京大學博士生涂德雙，與南京大學蘆昌盛副教授及南京郵電大學趙強教授合作完成，并得到了國家自然科學基金委及科技部-國家重大科學研究計劃等基金的資助。

原文鏈接：http://news.nju.edu.cn/show_article_12_46238

文獻鏈接：Highly-Emissive Organic Single-Molecule White Emitters by Engineering o-Carborane-based Luminophores (Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI：10.1002/anie.201703862)

本文由材料人編輯部石小梅編輯，點我加入材料人編輯部。

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