潘梅教授課題組：多模調色長余輝配位聚合物
長余輝（LPL） 材料由于其在關閉激發(fā)光源后仍延續(xù)一段時間的三線態(tài)磷光發(fā)射特性，在成像、防偽、照明、顯示和磷光激光等領域展現(xiàn)了巨大的應用前景。在過去的幾十年，無機氧化物、碳量子點、鈣鈦礦、高分子聚合物、有機小分子以及金屬-有機配合物等不同類型的長余輝材料已被設計、合成和推廣。但是這些材料基本上都表現(xiàn)為單一顏色的長余輝發(fā)光。換言之，它們的輻射躍遷主要來自于同一來源的分子激發(fā)三線態(tài)T1。而來自于不同分子激發(fā)態(tài)，并能夠隨激發(fā)波長、時間、溫度等參量產生多模調色特性的長余輝發(fā)光材料仍有待開發(fā)。
圖1、多模調色長余輝配位聚合物LIFM-WZ-7-9
近日，中山大學化學學院潘梅課題組，設計合成了一系列含不同鹵素陰離子的{Cd(TzPhTpy)X]×H2O}n (X = Cl, Br, I) 型配位聚合物（LIFM-WZ-7-9），并研究了其多色可調長余輝特性（圖1）。室溫固態(tài)下，三種配位聚合物在紫外光激發(fā)下均同時發(fā)射短波熒光和長波室溫磷光，但具有不同的相對強度和總體發(fā)光顏色（藍光、青光和白光）。進一步研究表明，三種配位聚合物都存在雙室溫磷光，分別來源于單分子狀態(tài)和分子堆積狀態(tài)的三線態(tài)能級。更重要的是，紫外激發(fā)光關閉后，三種配位聚合物均表現(xiàn)出室溫長余輝發(fā)光，且其長余輝發(fā)光的顏色可隨溫度、時間和激發(fā)波長進行調節(jié)，從而實現(xiàn)了從黃色、綠色到紅色的多色長余輝動態(tài)調控（圖2）。
圖2、LIFM-WZ-7-9隨a) 溫度、b) 時間和c) 激發(fā)波長的多模調色長余輝
單晶 X-射線衍射分析和理論計算表明，引起上述三種不同配位聚合物多色可調長余輝的主要原因在于，鹵素影響下的單分子狀態(tài)和分子堆積狀態(tài)的三線態(tài)能級發(fā)光共存。同時，鹵素重原子效應對促進系間竄越和縮短磷光壽命產生相互抗衡的兩種作用，從而對長余輝的效率和壽命帶來影響并隨外界參量產生調變。上述結果對于金屬-有機長余輝材料的發(fā)光機制及其在顯示、防偽、成像等領域的應用都具有重要意義（圖3）。
圖3、LIFM-WZ-7-9的多模調色長余輝機制及其應用
相關結果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上，中山大學化學學院潘梅教授為文章的通訊作者，第一作者是2020屆博士研究生王政。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012831
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