高效率近紅外發(fā)光材料因其在生物成像、醫(yī)療、光通信和夜視器件等方面的重要應用而備受關注。但受制于能隙法則(energy gap law)，即隨著激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間的能隙差減小，非輻射躍遷速率常數(shù)呈指數(shù)增加，導致開發(fā)高效率的有機近紅外發(fā)光材料(> 700 nm)一直是一個巨大的挑戰(zhàn)，從而嚴重限制了相關器件電致發(fā)光效率的提升。到目前為止，盡管已有極少量性能較好的近紅外有機發(fā)光二極管(NIR-OLED)獲得超過15%的外量子效率，但表現(xiàn)出純近紅外發(fā)光的NIR-OLED電致發(fā)光效率通常低于5%。

針對這一問題，西安交通大學化學學院楊曉龍、孫源慧、周桂江等人與五邑大學陳釗合作報道了電致發(fā)光效率達到16.43%的純近紅外發(fā)光NIR-OLED。研究人員通過優(yōu)化Ir(III)配合物的分子結構設計降低金屬中心到配體電荷轉移躍遷，提高三線態(tài)激發(fā)態(tài)中的基于配體的ππ躍遷成分，成功地將發(fā)光光譜半峰寬降低至43 nm，獲得了最大發(fā)射峰位于730 nm附近的高效率純近紅外發(fā)光材料。研究人員采用溶液旋涂法制備了相應的電致發(fā)光器件，獲得了與對應材料光致發(fā)光光譜近乎一致的純近紅外電致發(fā)光光譜，且最高電致發(fā)光效率分別高達15.00%和16.43%，顯著超過了已報道的基于近紅外Ir(III)配合物的NIR-OLED最高電致發(fā)光效率，也顯著超過了采用溶液旋涂法制備的基于不同有機近紅外發(fā)光材料的NIR-OLED最高電致發(fā)光效率。

近日，該研究成果以《用于溶液法制備外量子效率超過16%的有機發(fā)光二極管的窄光譜純近紅外發(fā)光銥配合物》(Narrowband Pure Near-Infrared (NIR) Ir(III) Complexes for Solution-Processed Organic Light-Emitting Diode (OLED) with External Quantum Efficiency Over 16%)為題發(fā)表在國際化學領域頂級期刊《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。論文第一作者為西安交通大學化學學院楊曉龍副教授，通訊作者為西安交通大學化學學院孫源慧副教授、周桂江教授與五邑大學陳釗博士。西安交通大學化學學院是論文第一通訊單位。

該研究工作得到了國家自然科學基金、陜西省自然科學基金以及中央高?；究蒲袠I(yè)務費的資助。論文的測試表征得到了西安交通大學分析測試共享中心和化學學院分析測試中心的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309739

（來源：西安交通大學）