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新型无毒、无重金属有机近红外发射体和有机发光二极管的设计

操纵近红外(NIR)辐射的能力有可能不仅为生物医学部门(人体组织的半透明是一个明显的优势),而且为安全(例如生物识别)和信息和通信技术(信息和通信技术)提供多种技术,最明显的应用是可视光通信(VLCs)及其相关影响,包括即将到来的物联网(IoT)革命。

与无机半导体相比,有机近红外源可以在大范围内提供廉价的制造、机械灵活性、一致性,以及潜在的生物相容性。

然而,近红外光谱中有机排放者的排放效率受到某些类型的固态排放者聚集/堆积的有害影响,以及通常观察到的随着能量隙(EG)的减少而增加的非辐射率的影响,即无辐射跃迁的所谓“能隙定律”(eg定律)。

混合有机/无机创新材料,如钙钛矿、甲基铵、铅卤化物和量子点,可能提供高外欧洲杯足球竞彩部量子效率(EQE)的替代品,但它们的重金属含量将阻止它们在大多数应用中使用,特别是生物兼容或可穿戴的应用。毒性问题也会影响含有有毒重元素的磷光材料。欧洲杯足球竞彩

在一篇发表于光:科学与应用欧洲杯线上买球,一个国际科学家小组,由教授弗兰克Cacialli伦敦大学学院和牛津大学哈利安德森教授报告新型无毒和heavy-metal-free有机近红外发射器和oled的特点是发射峰值在3.8% ~ 850 nm和最大外部量子效率(EQE)。

作者利用光谱学来阐明如何利用低聚物长度的激发态空间范围的增加来有利地操纵辐射和非辐射过程之间的竞争(分别由辐射率和非辐射率量化,kr和knr),同时抑制聚合。

令人惊讶的是,在六聚体(l-P6(THS))附近观察到PLQY的稳定增加和最终饱和,而不是随着低聚体长度(从而减少间隙)而降低光致发光量子产额(PLQY)。

令人惊讶的是,考虑到在这些系统中,卟啉之间基于共轭三键的桥允许大环之间的有效分子内电子耦合,从而使辐射(单线态)激发态(激子)在分子的增加部分上离域,可以理解这种行为。

这迫使辐射(单态)激子和非辐射(三态)激子的空间范围的不匹配增加,鉴于三态激子的固有局域性。这种不匹配有望抑制单晶和三晶之间的系统间杂交(ISC),从而抑制非辐射率(knr)。此外,激子离域也有望有利于与振动阶梯的解耦(从而绕过eg定律)。

值得注意的是,在这些系统中,非辐射速率的增长作为能隙减小的函数(由低聚物长度的增加而强制),其特征是对数速率小于先前研究中的一个数量级。其次,大量的三己基硅侧链连接到卟啉上,通过空间位阻阻止聚集猝灭,从而限制π-π相互作用(参见图1中的化学结构)。

通过将F8BT:l-P6(THS)共混在oled中,证实了基本的光物理学和材料设计的突破,在850 nm波长处的平均EQE为1.1%,最大EQE为3.8%(图2)。

此外,还开发了一种新的定量模型来分析结果,该模型表明了三联体到单链转换过程(例如,系统间反向交叉和/或热激活的延迟荧光)的重要性,以解释超出自旋统计所施加的表观限制的EQE值。

据作者所知,本文中提出的EQEs是迄今为止在这个光谱范围内从“无重金属”荧光发射器报道的最高的。

作者总结了他们工作的重要性:

“我们的结果不仅表明,与文献相比,EG(减少)的knr增加幅度更小,而且,最重要的是,他们还为设计高亮度近红外发射器提供了一般策略。”

“在短期内,它们可能使oled在这一具有挑战性的光谱范围内的进一步发展成为广泛的潜在应用领域,包括生命科学(生化可穿戴传感器、活体地下生物成像等)、安全(例如生物统计学)、园艺和可见光通信(iVLC)。欧洲杯线上买球缓解即将到来的物联网(IoT)革命的带宽需求的严肃竞争者。”

“更重要的是,从某种角度来看,这些发现对一系列学科都很重要。”

来源:http://english.ciomp.cas.cn/

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