调控大环二苯胺 [3] 芳烃晶体多态性实现光诱导红色发射与室温磷光

《Nature Communications》：Polymorph-tuned photoinduced red luminescence and room-temperature phosphorescence in macrocyclic molecular crystals

　　

摘要

尽管需求日益增长，但在同一系统中制备具有高度可调光致发光特性的有机功能分子晶体仍然是一个重大挑战。在这里，我们证明了通过调节大环二苯胺[3]芳烃（DPA[3]）化合物的晶体多态性，可以有效控制光诱导的红色发射和室温磷光（RTP）。在晶体生长过程中，通过动力学控制使DPA[3]分子采用不同的堆叠方式，从而形成两种具有不同发光特性的多态体（类型A和类型B）。类型A晶体在紫外光激发下表现出长达630纳米的光诱导红色发射，而类型B晶体则展现出长寿命的绿色磷光（寿命>450毫秒）。值得注意的是，对类型A晶体的热处理会促使其部分转变为类型B晶体。实验和计算分析表明，类型A中的DPA[3]分子形成柱状堆叠结构，这可能促进了光诱导的电子转移，生成用于红色发光的电荷转移中间体。相比之下，类型B晶体具有更扭曲的人字形堆叠结构，分子堆叠更加紧密，能够稳定三重态激子，从而支持高效的磷光现象。我们的发现提出了一种有效策略，通过调控聚集状态来获得具有多种发光功能的单一组分材料。