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
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:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚亮、潘玉钰、张诗童、王储、刘海超、高宇、郭娅辰、张海燕、周长江
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中文摘要
发光材料是有机发光二极管(OLED)的创新源头,申请者从材料的分子设计入手,重点研究发光材料分子结构、电子结构与发光性能的关系,设计优化分子结构、电子结构与激发态特征,实现高激子利用率、高发光效率、高稳定的新型廉价荧光材料设计目标。基于Donor-Acceptor(D-A)分子体系,探索准确定量描述电荷转移(CT)性质激发态的理论模型方法,探讨分子内D-A体系的给受电子能力、D/A间耦合强度、连接方式、空间位阻,以及环境因素等影响杂化局域-电荷转移(HLCT)激发态特征的规律。考察纯有机体系中构造T1-T2间大能隙的分子结构因素,以及自旋-轨道耦合强度的调节因素。建立预测辐射速率、非辐射(如系间窜越、内转换)速率的定量理论模型,揭示高能态(热)激子反系间窜越T→S提高辐射S激子比例(突破激子统计)的优越性。理论与实验结合,期望形成具有自主知识产权的新一代OLED发光材料分子设计新理念。
英文摘要
The electroluminescence materials are the innovation source of the OLED industry. The applicant's research starts from the molecular design of EL materials, stressing on the research on the relation between the molecular-electron structure and the EL performance, aiming at a series of high PL efficiency, high exciton utilization,high stability and low-cost electro-fluorescent materials. We developed the Donor-Acceptor material system to approach a method to percisely describe the character of Charge-transfer(CT) state, including the electron donating(or accepting) abilities, the D-A coupling strengths, the connecting patterns, the space hinderances and the environmental factors such as solvent polarities, staking and strengths of the electron-fields, and to through light upon the specific factors that influence the character of HLCT state. Next, the origin of the large energy gap of T2-T1 that sustain the "hot-exciton" method is researched in depth. The applicant researched on the structrual character and the spin-orbital coupling character(for example, the heavy-metal atom effect and the specific character of excited states, etc) of the materials with the large T2-T1 energy gap, and built up a theoretical model for the pridiction of the rates of radiactive and non-radiactive process(for example, the innersystem transfer and the intersystem cross, etc) to throw light upon the advantages of the "hot-exciton" mechanism that breakthrough the limit of radiative excitons on the higher excited state RISC channel. The research work is combined with theoritical and experimental method, and is hoping to develop a new idea on the next generation OLED material with completely independent intellectual property rights.
以高效率、低成本、新一代纯有机电致发光材料为研究目标,重点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,实现新一代有机电致发光材料的自主知识产权。从激发态性质研究入手,研究激发态电子结构特征与发光性能的关系,提出了热激子发光材料分子结构设计原理,实现了高效率、非延迟、低滚降的热激子电致发光器件。主要学术贡献为发现一种CT强度适中的特殊激发态:杂化局域-电荷转移激发态,利用其能级结构实现高能激发态间热激子反系间窜越过程,高激子利用和高光致发光效率实现高性能有机电致发光器件。具体内容包括杂化局域-电荷转移激发态的形成、电子结构特征、定量组成、分子设计、精确调控,材料表征,以及利用热激子反系间窜越实现电致发光中三重态激子利用的器件性能。项目执行期间,在Adv. Funct. Mater., Chem. Sci., Chem. Commun.等杂志发表SCI标注论文12篇,论文受到国内外同行广泛关注和积极引用评价,其中1篇论文为ESI高被引论文,3篇为杂志封面论文。
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
DOI:10.1021/acsami.5b10129
发表时间:2016-01
期刊:ACS applied materials & interfaces
影响因子:9.5
作者:Chu Wang;Xiang-long Li;Yuyu Pan;Shitong Zhang;Liang Yao;Qing Bai;Weijun Li;P. Lu;Bing Yang-Bing-Y
通讯作者:Chu Wang;Xiang-long Li;Yuyu Pan;Shitong Zhang;Liang Yao;Qing Bai;Weijun Li;P. Lu;Bing Yang-Bing-Y
Hybridization and de-hybridization between the locally-excited (LE) state and the charge-transfer (CT) state: a combined experimental and theoretical study
局部激发(LE)态和电荷转移(CT)态之间的杂化和去杂化:实验和理论相结合的研究
DOI:10.1039/c6cp02778d
发表时间:2016-01-01
期刊:PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
影响因子:3.3
作者:Gao, Yu;Zhang, Shitong;Ma, Yuguang
通讯作者:Ma, Yuguang
Highly efficient near ultraviolet organic light-emitting diode based on a meta-linked donor-acceptor molecule
基于元连接供体-受体分子的高效近紫外有机发光二极管
DOI:10.1039/c5sc01131k
发表时间:2015-01-01
期刊:CHEMICAL SCIENCE
影响因子:8.4
作者:Liu, Haichao;Bai, Qing;Ma, Yuguang
通讯作者:Ma, Yuguang
Tailoring Excited-State Properties and Electroluminescence Performance of Donor Acceptor Molecules through Tuning the Energy Level of the Charge-Transfer State
通过调节电荷转移态的能级来定制供体受体分子的激发态特性和电致发光性能
DOI:10.1021/acs.jpcc.5b03996
发表时间:2015
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Yao Liang;Pan Yuyu;Tang Xiangyang;Bai Qing;Shen Fangzhong;Li Feng;Lu Ping;Yang Bing;Ma Yuguang
通讯作者:Ma Yuguang
Ternary Emission of Fluorescence and Dual Phosphorescence at Room Temperature: A Single-Molecule White Light Emitter Based on Pure Organic Aza-Aromatic Material
室温下荧光和双磷光的三元发射:基于纯有机氮杂芳香族材料的单分子白光发射体
DOI:10.1002/adfm.201802407
发表时间:2018
期刊:Advanced Functional Materials
影响因子:19
作者:Zhou Changjiang;Zhang Shitong;Gao Yu;Liu Haichao;Shan Tong;Liang Xiaoming;Yang Bing;Ma Yuguang
通讯作者:Ma Yuguang
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:
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
- 批准年份:2018
- 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:
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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