通过三重态激子调控协同提升聚合物磷光体的寿命和量子产率

《Nature Communications》：Coordinatively improving polymeric phosphorescence lifetime and quantum yield via triplet exciton modulation

　　

摘要

具有优异室温磷光性能的聚合物材料的研发进展，一直受到长磷光寿命（τ_P）与高绝对磷光量子产率（Φ_P）之间相互制约关系的阻碍。在此，我们提出了一种碘-拉伸-硼酸（ISB）策略，通过协同调控三重态激子的产生与猝灭，从而提升τ_P和Φ_P的值。该策略利用外部重原子效应促进荧光物质的自旋轨道耦合，同时在含联苯衍生物的聚乙烯醇（BINs@PVA）薄膜中形成高度密集的交联网络。这种双重调控机制有助于优化磷光发射的非辐射速率常数（\({k}_{{{{\rm{nr}}}}}^{P}\)）和系间窜越速率常数（k_ISC）。经过ISB处理后的DFBN@PVA薄膜的室温磷光性能显著提升，其长磷光寿命可达1239.8?ms@528?nm，相当于原来的28.4倍；绝对磷光量子产率则达到33.8%，为原来的24.1倍。此外，ISB策略还提升了DFBN@PVA薄膜的耐久性，即使在水中浸泡5天，或置于酸性、碱性和热水中12小时后，仍能保持强烈的室温磷光发射，因此其在多色安全信息存储、抗菌以及防水磷光应用领域具有巨大潜力。