新型苯并咪唑-膦配体铜(I)配合物的结构调控与高效磷光性能研究

本研究针对室温高效磷光铜(I)配合物开发难题，设计合成基于新型N^P配体的单/双核Cu-I配合物。发现双核配合物2的PLQY达49%（较单核1提升8倍），其Cu2 I2 核芯通过增强结构刚性和促进ISC过程实现短辐射寿命(4.42 μs)，为廉价磷光材料设计提供新思路。

　　

在光电材料领域，传统贵金属（如铱、铂）磷光配合物虽性能优异，但面临资源稀缺和成本高昂的瓶颈。铜(I)配合物凭借储量丰富、低毒性和d¹⁰
电子构型优势成为理想替代品，但其室温磷光效率常受Jahn-Teller畸变和非辐射衰变制约。特别是单核Cu(I)体系的结构柔性导致光激发后几何变形，严重削弱发光性能。如何通过分子设计稳定铜中心并提升金属-配体电荷转移(MLCT)效率，成为开发高效铜基磷光材料的关键科学问题。

河南省科研团队通过精准设计新型苯并咪唑-膦(N^P)配体，成功构建单核(1)和双核(2)铜碘配合物。研究发现双核Cu₂
I₂
核芯能显著增强结构刚性，协同碘原子的强自旋轨道耦合(ξ_I
= 5069 cm^-1
)促进系间窜越(ISC)，使配合物2获得49%的突破性光致发光量子产率(PLQY)，辐射寿命缩短至4.42 μs。该成果发表于《Journal of Organometallic Chemistry》，为开发低成本高效磷光材料提供了分子设计新范式。

关键技术包括：1）新型N^P配体的多步有机合成；2）单晶X射线衍射解析配合物结构；3）稳态/瞬态荧光光谱表征光物理性质；4）密度泛函理论(DFT)计算电子结构。

【合成与光谱表征】
通过改良的配体合成路线获得含甲氧基修饰的苯并咪唑-膦配体(L)，产率68%。单核配合物1采用CuI/L/PPh₃
三元体系构建，而双核配合物2通过CuI与L直接配位形成Cu₂
I₂
核芯。核磁共振和元素分析证实产物纯度，高分辨质谱确定分子量。

【结构与发光性能】
晶体结构分析揭示双核2中Cu...Cu距离(2.768 ?)产生金属-金属相互作用，增强整体刚性。对比单核1的6% PLQY，双核结构使量子效率提升至49%，发射峰蓝移至553 nm。理论计算表明双核结构的(M+X)LCT（金属+卤素-配体电荷转移）过程显著促进自旋-轨道耦合，加速ISC速率。

【结论与意义】
该研究首次阐明双核Cu₂
I₂
核芯在N^P配体体系中的结构-性能关系：① 双核协同效应抑制Jahn-Teller畸变；② 碘桥联结构增强(M+X)LCT效应；③ 短程金属相互作用提升辐射衰减速率。Hang Qi和Chunmei Liu等研究者开发的策略为设计兼具高PLQY和短寿命的铜基磷光材料开辟了新途径，在OLED、加密防伪等领域具有应用潜力。后续研究可拓展至其他杂核铜簇体系，进一步探索核数效应对发光性能的调控规律。