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迷你荧光分子:单苯环骨架实现晶体高效红光发射及放大自发射

红光发射的有机分子一般具有较大的π-共轭体系或者很强的给受体(Donor-Accepter)结构。因此,固态下的分子间相互作用(如:π-π堆积,偶极-偶极作用)使得红光分子的荧光淬灭非常严重。为了抑制固态荧光淬灭,常用的策略是向荧光核引入大的取代基或者构筑高度扭曲的分子结构。但这些方法使得分子的尺寸更大,合成更加复杂,同时也会抑制分子的结晶性。

另一方面,高效荧光发射的有机晶体是最具潜力的电泵激光材料。有机晶体的激光性质可以通过放大自发射(Amplified Spontaneous Emission, ASE)进行评价。迄今为止,具有ASE特性的蓝、绿、黄以及橙光发射的有机晶体已有较多报道。然而由于红光分子很难同时具有高的固态发光效率和良好的结晶性,因此具有ASE特性的红光发射有机晶体相对缺乏。

迷你荧光分子:单苯环骨架实现晶体高效红光发射及放大自发射

图1:a) 单苯环荧光分子1ac的分子结构;b) 晶体1a的ASE光谱。

 

最近,吉林大学的张红雨及王晨光等人设计了一类结构非常简单,只含有一个苯环的荧光分子1ac(图1a)。1a分子量只有252 g mol−1,其晶体却显示出高效的红光发射(发光峰位为620 nm, 荧光量子效率为0.40)。晶体1a的独特发光性质主要是因为:1)强的分子内氢键使得1a具有平面的分子构型;2)小的π-体系避免了分子间的π-π堆积。另外,平面的分子构型也使得1a具有很好的结晶性。因此,晶体1a显示出典型的ASE特性(图1b)。

该研究不仅提供了一种独特的策略来构筑具有ASE特性的高效红光晶体,同时也对新型有机荧光分子的开发具有指导意义。

相关工作发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201706517

作者:Baolei Tang, Dr. Chenguang Wang*, Prof. Dr. Yue Wang, Prof. Dr. Hongyu Zhang*

原文链接如下,或者点击下方阅读原文

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201706517/full



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