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刚性连接双核铂(II)配合物的发光特性研究:异喹啉与吡啶配体对Pt(N'CNO)单元性能的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Inorganic and Nuclear Chemistry Letters 2.7
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本研究针对红光/近红外磷光体效率不足的问题,设计了两类新型双核铂(II)配合物LpyPt2和LiqPt2,通过刚性呫吨骨架实现分子内激基缔合物发射。结果表明,LiqPt2在薄膜中量子产率达20%,较LpyPt2提升10倍,为高效低能量发光材料设计提供了新思路。
在有机发光二极管(OLED)领域,如何实现高效的红光与近红外(NIR)发射始终是重大挑战。尽管铱(III)和铂(II)配合物在绿光/黄光区域已实现接近100%的量子效率,但红光发射效率常因非辐射衰减速率的增加和激发态金属特性的减弱而急剧下降。传统解决方案依赖高浓度下分子间激基缔合物(excimer)的形成,但这会引发电荷传输等问题。英国杜伦大学的研究团队另辟蹊径,通过刚性呫吨(xanthene)骨架连接两个铂(N'CNO)单元,成功实现分子内激基缔合物发射,相关成果发表于《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》。
研究采用X射线衍射解析晶体结构,结合稳态/瞬态荧光光谱分析发光特性,并通过掺杂聚苯乙烯薄膜评估浓度效应。关键样本包括以吡啶(LpyPt2)和异喹啉(LiqPt2)为配体的两种双核配合物。
分子设计及合成
基于呫吨骨架的几何优势,团队将两个Pt(NCNO)单元分别通过吡啶(py)和异喹啉(iq)配体连接。单晶结构显示Pt单元呈反向排列(anti arrangement),其中LiqPt2因异喹啉的更大空间位阻表现出更强刚性。
发光特性分析
溶液状态下,LpyPt2在660 nm处出现显著激基缔合物发射峰,而LiqPt2因结构刚性抑制了分子内构象变化,仅显示单核配合物的特征发射。但在薄膜中(>25%质量分数),两者均出现分子间激基缔合物发射,其中LiqPt2纯薄膜的量子产率达20%,较LpyPt2提升一个数量级。
结论与意义
该研究首次证明通过刚性连接的双核Pt(NCNO)配合物可实现分子内激基缔合物发射,突破传统高浓度依赖的限制。LiqPt2的高效率尤其凸显配体刚性与分子堆积的协同效应,为开发稳定高效的红光/NIR磷光材料提供了新范式。这种"分子内预组织"策略可避免器件中浓度过高带来的副作用,对OLED性能优化具有重要指导价值。
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