近日,麻豆传媒 柔性电子全国重点实验室黄维院士、陈润锋教授团队在圆偏振有机超余辉领域取得新进展。团队通过一种简便高效的方法开发出集成高色纯度、高亮度、高效率、圆偏振发光于一体系的多彩有机超余辉材料。研究内容以“Highly Bright Pure Room Temperature Phosphorescence for Circularly Polarized Organic Hyperafterglow”为题发表在Advanced Materials上。博士研究生张景瑜为论文第一作者,黄维院士和陈润锋教授为共同通讯作者。
长余辉材料是一种具有持续发光特性的材料,在光电子领域中有重要的应用潜力。其中,有机室温磷光(RTP)是实现长余辉发光的一种重要方式,然而,RTP通常受限于低色纯度、低发光亮度、低效率。这是由于RTP发射的固态/三重态发光特性,T1→S0跃迁过程中较大的结构弛豫,调控普通有机分子的“暗三重态”至“亮三重态”的难度,以及长寿命三重激子极易受到猝灭的影响。
针对这一问题,麻豆传媒 黄维院士、陈润锋教授团队从光物理角度分析并设计出高亮度RTP材料,亮度高达50 cd m⁻²,其发光甚至可在室内日光灯下直接观察到。进一步利用有效的Förster共振能量传递(FRET)和手性转移,实现仅31–39 nm的半峰宽(FWHM)、120-770 ms的发光寿命,超90%的光致发光量子效率、以及~10⁻³的发光不对称因子(glum)的多彩圆偏振有机超余辉发光(图1)。并进一步研究探索了它们在先进的加密器件及高分辨率余辉灰度图像中的应用。值得注意的是,高亮度是实现高分辨率余辉灰度图像的关键,而长寿命的余辉能够有效消除由短寿命荧光和基底反射紫外光带来的干扰。此外,通过折叠和弯曲制备的柔性超余辉纸张,还可以制造大面积的多彩3D超余辉模型。这项研究成果不仅为提升有机余辉亮度提供了重要的理论指导,也为开发高性能有机余辉材料提出了通用策略。特别是,该方法为下一代光子和光电子器件的有机超余辉集成提供了重要支持,满足了多种前沿应用的需求。

图1 高亮度圆偏振有机超余辉的构建。
该项研究得到了国家自然科学基金(22275097、62374093 和 62288102)、麻豆传媒 华礼人才计划、国家有机电子与信息显示重点实验室开放研究基金、上海交通大学先进光通信系统与网络国家重点实验室开放基金(2024GZKF001)、华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室开放基金(2024-skllmd-10)等项目的支持。
全文链接://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500953
(撰稿:陈润锋 编辑:陈宁娜 审核:凌海峰)

