【摘 要】
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近年来,秉持对环境和生物友好的材料开发理念,纯有机室温磷光（PORTP,Pure organic room temperature phosphorescence）材料逐渐取代了价格昂贵并且存在生物毒性的金属配合磷光材料,PORTP材料的开发得到了全面关注。尽管经过长期努力研究,学者们已经设计合成了大量PORTP材料,可是由于分子本身的种种限制,大部分材料只拥有长寿命（τ≥100 ms）或者高效率
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近年来,秉持对环境和生物友好的材料开发理念,纯有机室温磷光（PORTP,Pure organic room temperature phosphorescence）材料逐渐取代了价格昂贵并且存在生物毒性的金属配合磷光材料,PORTP材料的开发得到了全面关注。尽管经过长期努力研究,学者们已经设计合成了大量PORTP材料,可是由于分子本身的种种限制,大部分材料只拥有长寿命（τ≥100 ms）或者高效率（φ≥5%）单方面的优异性质,为此我们设计合成了两组同分异构体,通过双取代平衡调节材料的RTP寿命和效率。与此同时,探索同分异构体效应对材料室温磷光的影响。本工作利用重原子Br和含杂原子基团的-CN/-CONH2共同修饰具有长寿命的RTP经典材料商业咔唑（CCZ）,与此同时利用苯环延长分子共轭程度,制备了两组Br取代位点变化的同分异构体,实现材料磷光效率和寿命的平衡调节。通过对分子光物理性质各方面的表征及晶体分析,来认识分子不同构型及晶体中分子相互作用对材料RTP性能的深刻影响。研究表明,制备的分子均表现室温磷光-荧光的双发射现象,并且拥有100 ms以上的长磷光寿命,其中5X3Q,5X3J,6X3Q和6X3J的磷光量子产率均超过5%,实现了高效长寿磷光的目标。通过对各分子的单晶解析,我们发现分子间作用力越多,分子作用力越强,越有利于材料RTP发光。研究过程中,我们使用不同波长光源实现了材料RTP性能调控。并且发现5X3J及6X3J材料可以被460-520 nm的光源激发,展示明亮的黄色余辉。我们提出样品被长波激发光激发,三重态激子由直接自旋翻转的S0→Tn过程贡献,因此随着激发波长的增加,磷光逐渐减弱,这对磷光材料的长波长光源激发而言是一次新的探索。最新有研究发现商业咔唑因为提纯工艺不可回避的问题,其中含有它微量的同分异构体苯并吲哚,正是苯并吲哚的存在协同咔唑产生了持久的RTP发光,此外实验室制备的咔唑不再展现RTP性质。为此我们自己合成了咔唑（LCZ）,通过对比不同源咔唑的相同结构材料光物理性能结果,发现在室温下LCZ及其衍生物性能的确劣于CCZ及其衍生物,但在低温情况下LCZ及其衍生物的磷光性能又会极大提升,因此指出咔唑的同分异构体是在室温环境下抑制热失活,提供稳定三线态激子稳定作用的结论。
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