研究目的
通过微调三嗪发光体的结构(改变溴取代位置),在无金属有机材料中实现高效的超长有机磷光(UOP)。
研究成果
三嗪异构体中溴原子位置的微妙结构调控实现了高效的上转换磷光(UOP),其中对位溴代三嗪(p-BrAT)的磷光效率达到9.7%,寿命为386毫秒。这归因于辐射跃迁的增强和H-聚集态的稳定作用,为开发适用于有机电子学和生物电子学领域的高效无金属UOP材料提供了策略。
研究不足
该研究仅限于特定的三嗪基异构体;将其普适性推广至其他无金属体系可能需要进一步研究。湿度和氧气等环境因素可能影响磷光性能,且实际应用的可扩展性尚未涉及。
1:实验设计与方法选择:
基于溴原子位置不同的不对称三嗪结构,设计合成了三种异构体(邻位-o-BrAT、间位-m-BrAT、对位-p-BrAT)以研究其UOP特性。采用X射线单晶分析和理论计算(TD-DFT)探究作用机制。
2:样品选择与数据来源:
通过两步反应合成目标化合物,运用核磁共振(NMR)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)、元素分析及单晶X射线衍射进行表征,在溶液与固态条件下测定光物理性质。
3:实验设备与材料清单:
所用化合物由化学试剂合成;主要设备包括核磁共振仪、MALDI-TOF质谱仪、X射线衍射仪、配备积分球用于量子产率测定的荧光分光光度计,以及TD-DFT计算所需的计算机资源。
4:实验流程与操作步骤:
合成异构体并进行纯化与表征,在常温和77K条件下测定溶液与固态体系中的吸收光谱、稳态光致发光/磷光光谱、寿命及量子产率,开展氧气依赖性实验验证磷光特性。
5:数据分析方法:
解析光谱数据,计算辐射与非辐射衰减速率,通过TD-DFT计算确定振子强度、自旋轨道耦合及激发能。
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NMR spectrometer
Characterization of chemical structures and purities of synthesized compounds.
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MALDI-TOF mass spectrometer
Mass spectrometry analysis for compound characterization.
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X-ray diffractometer
Single crystal analysis to determine molecular stacking and interactions.
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Fluorescence spectrophotometer
Measurement of photoluminescence spectra, quantum yields, and lifetimes.
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Integrating sphere
Used with fluorescence spectrophotometer for quantum yield measurements.
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