分子折叠增强自旋轨道耦合诱导高效率纯有机室温磷光
批准号:
51873077
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
杨兵
依托单位:
学科分类:
E0309.光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘海超、高宇、申月、葛云鹏
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中文摘要
发展高效率、纯有机(不含金属)室温磷光材料是一个充满挑战性的课题。申请者从激发态研究入手,围绕分子折叠、激发态特征、磷光性能主线,开展结构与性质关系研究,探索纯有机(不含金属)分子体系中增强自旋轨道耦合的新机理。理论与实验结合,系统研究不同分子基元折叠结构的形成和激发态性质的调控,揭示分子折叠结构因素(如杂原子种类、折叠程度、折叠数目、折叠位置、取代基等)、环境因素(溶剂极性、堆积方式、超分子作用强度、基质黏度和刚性等)影响激发态性质(能级顺序、电子跃迁特征、自旋轨道耦合、系间窜越、效率、寿命、单三重态能级劈裂ΔEST等)的内在规律。开展激发态动力学研究,探讨光物理与光化学过程的本质,发展高效率、纯有机室温磷光材料的新结构与新体系,拓展纯有机室温磷光的新原理与新应用,争取新一代高效率、低成本、纯有机室温磷光材料方面的自主知识产权。
英文摘要
To develop high-efficiency, pure organic (metal-free) room-temperature phosphorescence (RTP) materials is a very challenging subject. Based on the study of excited state, the structure-property relationship is disclosed among molecular folding, excited state characteristics, phosphorescence properties, and the new mechanism is put forward to greatly strengthen the spin orbit coupling for pure organic metal-free molecular systems. With the combination of theory and experiment, the systematical investigations are carried out, including the formation of folding structure in different molecular units and the modulation of excited state properties. The effects of molecular folding structure factors (e.g., heteroatom species, folding number, folding, folding position, substituent, etc.), environmental factors (e.g., solvent polarity, stacking mode, supramolecular interaction, viscosity and rigidity of matrix, etc.) are well clarified on the excited state properties (e.g., order of energy levels, electron transition characteristics, spin orbit coupling, efficiency and lifetime, single-triplet energy splitting ΔEST, etc.). Excited state dynamics is studied to elucidate the essence of photophysical and photochemical process, aiming to develop high-efficiency, pure organic room-temperature phosphorescence materials with novel structures and new systems, and to expand new principles and novel applications for pure organic room-temperature phosphorescence. Finally, we try to achieve the independent intellectual property rights in a new-generation high-efficiency, low cost, pure organic (metal-free) room-temperature phosphorescence materials in terms of designs, principles and applications.
开发高效率纯有机(不含重金属原子)室温磷光材料是一个充满挑战性的研究方向,不仅能够解决纯有机电致发光材料中75%三重态激子利用的关键科学问题,而且可以实现新一代有机电致发光材料的自主知识产权。项目以激发态研究为主线,系统研究了分子内折叠结构的设计与构筑、激发态性质调控,以及分子折叠结构影响室温磷光性质(三重态激子形成和磷光发射)的本质机理与客观规律。重点围绕具有分子内折叠结构的噻蒽及其衍生物,展开结构与性质关系研究,发现了噻蒽是一个具有高效率纯有机室温磷光发射的特征单元,深入揭示了噻蒽进行高效率室温磷光发射的内在本质机理,提出了分子折叠增强自旋-轨道耦合,诱导高效率纯有机室温磷光发射的新机制;进一步,以折叠分子噻蒽为核心单元,优化噻蒽衍生物的结构设计,提升室温磷光材料发光性能,验证了分子折叠增强纯有机室温磷光发射的机理,获得了几种高性能纯有机室温磷光材料(最高室温磷光效率为75%);努力拓展了纯有机室温磷光材料的新应用,如在荧光-磷光双色白光照明、高灵敏氧气传感与检测(KSV=13.32 KPa-1,猝灭效率高达98.4%)、刺激响应等领域表现出独特的应用前景。总之,项目发现了增强纯有机室温磷光的新机制,发展了纯有机室温磷光材料新体系,拓展了纯有机室温磷光的新应用,在新一代高效率、低成本、纯有机室温磷光材料方面具有自主知识产权。项目执行期间,在CCS Chemistry, J. Phys. Chem. Lett., Adv. Optical. Mater.等杂志共发表SCI标注论文8篇,受到国内外同行的广泛关注和积极评价引用,项目申请中国发明专利3项,其中2项专利获得授权。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Pressure-induced room-temperature phosphorescence enhancement based on purely organic molecules with a folded geometry.
基于具有折叠几何结构的纯有机分子的压力诱导室温磷光增强
DOI:10.1039/d3sc00172e
发表时间:2023-03-08
期刊:CHEMICAL SCIENCE
影响因子:8.4
作者:Yang, Zhiqiang;Fu, Zhiyuan;Liu, Haichao;Wu, Min;Li, Nan;Wang, Kai;Zhang, Shi-Tong;Zou, Bo;Yang, Bing
通讯作者:Yang, Bing
Highly efficient hybridized local and Charge-transfer (HLCT) Deep-blue electroluminescence with excellent molecular horizontal orientation
高效的局部杂化和电荷转移 (HLCT) 深蓝色电致发光,具有优异的分子水平取向
DOI:10.1016/j.cej.2022.135911
发表时间:2022
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Shengbing Xiao;Ying Gao;Runze Wang;Haichao Liu;Weijun Li;Changjiang Zhou;Shanfeng Xue;Shi-Tong Zhang;Bing Yang;Yuguang Ma
通讯作者:Yuguang Ma
Efficient Room-Temperature Phosphorescence from Discrete Molecules Based on Thianthrene Derivatives for Oxygen Sensing and Detection.
基于噻蒽衍生物的离散分子的高效室温磷光用于氧传感和检测
DOI:10.3389/fchem.2021.810304
发表时间:2021
期刊:Frontiers in chemistry
影响因子:5.5
作者:Yang Z;Zhao S;Zhang X;Liu M;Liu H;Yang B
通讯作者:Yang B
Enhanced deep-red emission in donor-acceptor molecular architecture: The role of ancillary acceptor of cyanophenyl
供体-受体分子结构中增强的深红色发射:氰基苯基辅助受体的作用
DOI:10.1016/j.cclet.2019.07.059
发表时间:2019-11-01
期刊:CHINESE CHEMICAL LETTERS
影响因子:9.1
作者:Shen, Yue;Tang, Xiaohui;Ma, Yuguang
通讯作者:Ma, Yuguang
Efficient room-temperature phosphorescence based on a pure organic sulfur-containing heterocycle: folding-induced spin-orbit coupling enhancement
基于纯有机含硫杂环的高效室温磷光:折叠诱导的自旋轨道耦合增强
DOI:10.1039/c8qm00320c
发表时间:2018-10-01
期刊:MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
影响因子:7
作者:Liu, Haichao;Gao, Yu;Yang, Bing
通讯作者:Yang, Bing
功能基元组合协同策略构筑高效率纯有机室温磷光材料
- 批准号:52373183
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
离散型pi-pi堆积低聚物的激发态调控与发光性质研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59万元
- 批准年份:2020
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
高效率激基缔合物发光材料的设计、合成与光电性能
- 批准号:51673083
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
热激子反系间窜越荧光材料实现100%内量子效率的理论和实验探索
- 批准号:51473063
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:84.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
分子内与分子间CT过程协同增强光电转换效率的理论与实验研究
- 批准号:51273078
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
分子内弱电子耦合Donor-Acceptor材料体系的光电性能研究
- 批准号:51073069
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:37.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
具有分子间强pi-pi相互作用的高分子体系设计、合成及迁移率性能研究
- 批准号:20774034
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
主链型含金属离子(配合物)共轭聚合物的设计、合成及光电性能研究
- 批准号:50473001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
主链型含金属离子共轭聚合物设计、合成及光电性能研究
- 批准号:50303007
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:杨兵
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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