室溫磷光(RTP)材料因發光效率高和壽命長等優勢，近年來在顯示、加密、防偽、傳感以及生物成像中的潛在應用備受研究者的青睞。然而，較弱的單線態激發態(Sn)與三線態激發態(Tn)的自旋軌道耦合作用(SOC)常常導致系間竄越(ISC)禁阻，有機分子實現高效率的RTP面臨巨大挑戰。

近日，我校材料科學與工程學院朱衛國教授團隊和南京工業大學安眾福教授團隊合作，巧妙利用sp3雜化的亞甲基聯姻給體(D)和受體(A)單元，發展了一類新型D-C(sp3)-A型高效率超長有機RTP材料。這類貌似“四面體”的分子具有與眾不同的結構特點，其非共軛的亞甲基可有效“打斷”D-A單元之間的電子離域，阻礙激發態躍遷中的結構變形，從而抑制分子的非輻射躍遷，實現高效率超長有機室溫磷光。單晶分析和理論計算發現，晶體中分子間的π-Br相互作用可加速系間穿越(ISC)的過程，亞甲基的嵌入可使單線態激發態(S1)從整個分子的離域轉變為局部咔唑的離域，這意味著CzBBr激發態衰減過程中的結構變形遠小于CzPBr的結構變形。最終CzBBr的磷光量子效率(ФPh)高達38%。這項研究開拓了高效率、長壽命RTP材料構建的新路徑。

相關工作以題為“Molecular Engineering via Controlling Structural Deformation for Highly Efficient Ultralong Organic Phosphorescence”（通過控制結構形變的分子工程實現高效率超長有機室溫磷光）在線發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。常州大學為該論文的第一通訊單位，碩士研究生尹政和顧銘星為論文的共同第一作者，我校王亞飛教授、朱衛國教授和南京工業大學安眾福教授為論文的通訊作者。南京工業大學馬會利副教授在理論計算方面給予了大力支持。（通訊員/蔡震宇 任濤 審核/呂琳華 陳智棟 編輯/莊媛）