综述：多共振热激活延迟荧光材料自旋轨道耦合增强策略在窄带有机发光二极管中的最新进展

这篇综述系统总结了提升多共振热激活延迟荧光(MR-TADF)材料自旋轨道耦合(SOC)强度的分子设计策略，重点探讨了重原子效应和长程电荷转移(LRCT)机制对加速反向系间窜越(RISC)过程的作用，为开发高效率、窄发射谱的有机发光二极管(OLED)提供了重要理论指导。

　　

Abstract

多共振热激活延迟荧光(MR-TADF)材料凭借卓越的色纯度和量子效率，已成为窄带有机发光二极管(OLED)研究的核心。然而基于硼(B)-氮(N)体系的MR-TADF材料受限于轻元素(C/B/N)的弱自旋轨道耦合(SOC)和短程电荷转移(SRCT)特性，导致反向系间窜越(RISC)速率常数(k_RISC)不足。

1 Introduction

2010年Adachi团队开创的热激活延迟荧光(TADF)技术，通过RISC过程实现100%内量子效率(IQE)，但传统D-A型分子半峰宽(FWHM)普遍超过60nm。2016年Hatakeyama团队提出的MR-TADF策略，通过刚性多环芳烃骨架实现原子级HOMO-LUMO分离，将蓝光材料FWHM压缩至18nm。目前BN体系表现最优，如4F-v-DABNA器件EQE达35.8%，但ΔE_ST>0.1eV制约其发展。

2 The Strategies for Improving the SOC Strength

根据费米黄金规则，k_RISC∝|<>_SOC|T>|²exp(-ΔE_ST/k_BT)。MR-TADF材料通过两种路径增强SOC：

1. 1.

   重原子策略：Landé g因子显示SOC常数ζ∝(g-1)，卤素/硫属元素可提升轨道角动量；

2. 2.

   LRCT/SRCT协同：El-Sayed规则表明，单重态(S₁)与三重态(T₁-T₃)的局域激发(LE)/电荷转移(CT)组分差异可增强SOC矩阵元。

3 MR-TADF Emitters with Heavy Atoms

3.1 卤素重原子效应

Cl/Br修饰的PAB骨架中，Br-MR使S₁-T₂的SOC强度提升10倍至0.68cm^-1，但PLQY因系间窜越(k_ISC)增至8.3×10⁸s^-1而降至76%。含硫吩嗪的2PTZBN通过S···N非共价相互作用，实现25.5% EQE；而硒掺杂的BSBS-N1因Se的强SOC(ζ=5450cm^-1)，使k_RISC达1.5×10⁶s^-1。

4 LRCT-Enhanced MR-TADF Systems

PTZBN系列证明：当S₁含40%LRCT组分时，与LE型T₁的SOC达1.72cm^-1，器件EQE突破30%。双给体设计的BOBS-Z通过空间电荷转移(TSCT)机制，在ΔE_ST=0.1eV下仍保持26.9% EQE。

5 Conclusion

当前挑战在于平衡SOC增强与效率滚降的关系。未来发展方向包括：1)开发新型重原子嵌入策略；2)精确调控LRCT/SRCT混合激发态；3)探索过渡金属参与的多共振体系。这些突破将推动MR-TADF材料在超高清显示和健康照明领域的应用。