"硼酸酯衍生物掺杂实现深蓝色有机室温磷光:4.64秒超长寿命与60.4%量子效率的突破性平衡"

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Small 12.1

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  研究人员通过掺杂三种硼酸酯(BPin)衍生物到聚乙烯醇(PVA)基质中,成功开发出CIE坐标(0.149,0.061)-(0.145,0.076)的深蓝色室温磷光(RTP)材料。该研究通过杂原子调控平衡了4.64秒超长寿命与60.4%磷光量子产率,在0.001 wt.%极低浓度下仍保持1.91秒磷光寿命,为太阳能驱动发光、信息加密等应用提供新思路。

  

这项突破性研究展示了如何通过精妙的杂原子调控策略,在聚乙烯醇(PVA)基质中掺杂三种不同的硼酸酯(BPin)衍生物——咔唑(CZBPin)、二苯并呋喃(DBFBPin)和二苯并噻吩(DBTBPin),实现了令人瞩目的深蓝色室温磷光(RTP)性能。这些材料展现出接近标准蓝光的CIE色坐标(0.149,0.061至0.145,0.076),同时打破了传统上磷光寿命与量子效率此消彼长的限制,创下4.64秒超长寿命与60.4%超高量子产率的双重记录。

更有趣的是,即使在0.001 wt.%的极低掺杂浓度下,材料仍能保持1.91秒的持久发光,这种"四两拨千斤"的特性大幅降低了实际应用成本。通过理论计算和拉曼光谱分析,研究团队揭示了性能提升的奥秘:客体分子与PVA链之间形成的强氢键网络,就像给分子装上"减震器"般有效抑制了分子振动和运动,从而显著提升了磷光性能。

基于这些特性,研究人员还展示了三项令人兴奋的应用前景:太阳能驱动的可持续发光系统、高级信息加密技术,以及通过三线态-单线态福斯特共振能量转移(TSFRET)实现的多色显示方案。这些发现为开发新一代有机光电材料开辟了崭新道路。

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