红色铕(III)配合物的合成、光物理特性及其在有机发光器件中的光电应用

本研究针对OLED红色发光材料效率不足的问题，合成了四种含β-二酮配体的三元铕(III)配合物[Eu(bfa)3(L)x]，通过FTIR、核磁共振和Sparkle/PM7模型证实其八/九配位结构。研究发现配合物4（tppo配体）量子产率达61%，CIE色坐标(x=0.66,y=0.33)符合标准红光，成功应用于多层OLED器件，为高性能红光材料开发提供新思路。

　　

在显示技术飞速发展的今天，有机发光二极管(OLED)因其自发光、柔性可弯曲等特性成为研究热点。然而，作为三基色之一的红光材料始终面临效率低、色纯度不足等瓶颈问题。传统荧光材料难以满足Rec.2020色域标准，而磷光材料又受限于贵金属成本。在这一背景下，具有尖锐发射峰的镧系配合物，特别是铕(III)配合物(Eu^III complexes)因其理论量子产率可达100%而备受关注。

研究人员通过分子工程策略，设计合成了一系列以4,4,4-三氟-1-苯基-1,3-丁二酮(bfa)为主配体，分别搭配二苯亚砜(dpso)、氯化二苯亚砜(dpsoCl)、三苯基氧化膦(tppo)等辅助配体的四元铕配合物。采用元素分析、FTIR光谱和¹³C/¹H NMR等技术确认结构，并运用Sparkle/PM7半经验模型解析其空间构型——发现配合物1和4呈双加冠三角棱柱构型，3为方形反棱柱，2则呈现球形封顶的方形反棱柱结构。

关键技术包括：1) 半经验Sparkle/PM7模型进行基态几何优化；2) 稳态/瞬态荧光光谱测定光物理参数；3) CIE色坐标系统评估色纯度；4) 多层真空蒸镀技术制备OLED器件。

材料与方法

实验采用高纯度Eu₂O₃为起始原料，通过标准氯化工艺制备EuCl₃·6H₂O。所有配体均经核磁氢谱验证纯度，溶剂使用前经严格脱水处理。红外光谱在4000-400 cm^-1范围采集，核磁测试采用氘代氯溶剂体系。

结论

研究证实含tppo配体的配合物4展现出最佳性能：固态量子产率61%，发光寿命达毫秒级，且具有理想的红色色纯度(x=0.66,y=0.33)。OLED测试显示该材料在多层器件结构中表现稳定，其分子不对称性导致的晶体场分裂有效抑制了浓度猝灭效应。相比传统β-二酮配合物，引入硫氧化物配体显著提升了系间窜越效率，使能量转移速率提升约30%。

该工作发表于《Innovative Food Science》的意义在于：1) 建立了硫氧化物配体调控铕配合物性能的构效关系；2) 开发出满足工业级色域要求的红光材料；3) 为溶液加工型OLED提供了新型候选材料。特别是配合物4展现的"球形封顶"配位构型，为设计高对称性发光材料提供了新思路。