硒摻雜策略通過內部重原子效應(IHAE)增強自旋軌道耦合,加速反向系間竄越(RISC)過程,顯著提升了有機發光二極管(OLEDs)中熱活化延遲熒光材料(TADF)的發光效率,并有效抑制了效率滾降現象,尤其在多重共振體系(MR-TADF)中表現尤為突出。然而,針對主體材料中的外部重原子效應(EHAE)的研究仍相對滯后,這為材料設計與性能優化提供了新的探索方向。
近日,四川大學化學學院游勁松教授、賓正楊教授團隊和蘇州大學陳先凱教授合作,提出了在主體材料中的硒摻雜策略,通過建立高效的自由基環化反應,成功設計并合成了以苯并[4,5]硒吩并[2,3-b]吡啶(BSeP)為核心骨架、雙咔唑修飾的雙極主體材料DCz-BSeP。與氧基(DCz-BFP)和硫基(DCz-BTP)材料相比,硒的引入顯著增強了材料的自旋軌道耦合,使TADF發光材料的反向系間竄越速率提升了三倍,同時優化了雙極傳輸特性。OLED測試結果表明,以DCz-BSeP為主體材料制備的紅綠藍三基色TADF-OLEDs,相較于基于DCz-BFP和DCz-BTP的器件,均表現出更高的效率和更低的效率滾降。此外,該材料在窄光譜紅光超敏熒光OLED和磷光OLED中的拓展應用,進一步驗證了主體材料中的硒摻雜策略在OLED中的普適性和應用前景,為未來OLED主體材料的開發提供了新的設計思路和方向。
該研究以“Synthesis of Selenium-Doped Heteroacenes: Unveiling theExternal Heavy-Atom Effect in Host Materials”為題目發表在Angewandte Chemie International Edition上,四川大學為第一單位,化學學院游勁松教授和賓正楊教授以及蘇州大學功能納米與軟物質研究院陳先凱教授為本文共同通訊作者,博士研究生王菲為論文的第一作者。