利用电荷转移介导的自旋翻转效应在D-A环烯染料中捕获三重激子

《Advanced Optical Materials》：Charge Transfer Mediated Spin-Flipping for Harvesting Triplet Exciton in D-A Corannulene Dyes

Corannulene（Cor）通过调控电荷转移（CT）态能级提升三重激发子利用率，硫氧化修饰Cor-PTZ获得Cor-PTZ-OX（X=1,2），其高CT能级抑制逆自旋翻转，使发光路径从TADF转向RTP，光谱和DFT计算证实CT态分布差异。

　　

摘要

Corannulene（简称Cor）具有独特的弯曲共轭结构和非凡的光电性能，但其应用受到三重态激子利用率低和衰变途径调控不明确的影响。本研究提出了一种策略，通过精确对齐电荷转移（CT）态的能量水平来调控自旋翻转过程，从而提高Cor中三重态激子的捕获效率。构建了一种由吩噻嗪（PTZ）供体和Cor受体组成的电子供体-受体染料Cor-PTZ。Cor-PTZ表现出热激活的延迟荧光（TADF）现象，其单重态与三重态之间的能量间隙较小，使得自旋翻转过程快速发生，从而使OLEDs的外部量子效率达到最高18.5%。对Cor-PTZ进行选择性硫氧化处理后，可得到Cor-PTZ-O_X（X = 1, 2），其CT态能量水平得到提升。这种能量提升抑制了反向的系间跃迁，使主要的发光途径从TADF转变为室温磷光（RTP）。纳秒瞬态吸收光谱和密度泛函理论计算证实：Cor-PTZ中的低能三重态为非局域化的³CT态，而Cor-PTZ-O_X（X = 1, 2中的三重态为局域化的态。这项研究表明，CT态的能量定位决定了自旋翻转过程，为弯曲多环芳烃系统中高效利用三重态激子提供了一种通用的分子设计策略。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。