β-二酮类TADF发射体中重原子调控机制研究：光物理特性优化与OLED应用创新

【编辑推荐】本研究通过引入硫/硒重原子调控β-二酮类TADF（热激活延迟荧光）材料的电子结构，发现重原子虽增强自旋轨道耦合（SOC）但增大了单重态-三重态能隙（ΔEST），其中PTZPDO因更优的TADF效率实现9800 cd/m2亮度的OLED器件，为节能照明材料设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究揭示了重原子（硫和硒）在β-二酮类TADF（热激活延迟荧光）发射体中的双重作用：通过SA-CASSCF量子化学计算发现，硫/硒的引入显著改变电子结构，产生独特光致发光光谱。有趣的是，重原子虽增强自旋轨道耦合（SOCME∝Z⁴），却意外增大了单重态-三重态能隙（ΔE_ST），导致PSeZPDO掺杂膜中TADF与三重态磷光竞争。PTZPDO凭借更高的TADF效率脱颖而出，其OLED器件展现9800 cd/m²的最大亮度，为节能照明材料设计提供重要参考。

Experimental methods

核磁共振（¹H/¹³C NMR）采用Bruker AM-300谱仪（300.1/75.5 MHz）测定，质谱（EI 70 eV）通过Finnigan MAT INCOS 50获取，高分辨质谱使用Bruker micrOTOF II电喷雾电离（ESI）完成。

Synthesis

通过Buchwald-Hartwig交叉偶联反应，二溴化物（3）与吩噻嗪（2a）/吩硒嗪（2b）在Pd(OAc)₂催化下于110-111°C反应16小时，分别以75%和70%收率获得PTZPDO和PSeZPDO。值得注意的是，使用Pd₂(dba)₃催化剂时反应效率显著降低。

Conclusions

本研究阐明重原子对β-二酮TADF材料的调控机制：PTZPDO和PSeZPDO在溶液和薄膜中均呈现蓝光（λ_max=422-468 nm）与橙光（λ_max=507-630 nm）双发射特性，其中硫修饰分子展现出更优的器件性能，为开发高效有机电致发光材料提供新策略。