研究目的
通过引入各种电子受体取代基来调控最低未占分子轨道(LUMO)能级和带隙,从而实现对基于邻咔唑三芳基硼化合物的热活化延迟荧光(TADF)发射体发光颜色的简便调控。
研究成果
在邻位咔唑取代的三芳基硼骨架中引入电子受体基团,可在保持高效热活化延迟荧光(TADF)及高量子产率的同时,精细调控发光颜色从蓝色至黄绿色。电化学和理论研究表明,这种红移现象主要源于最低未占分子轨道(LUMO)能级相比最高占据分子轨道(HOMO)获得更大程度的稳定化。该方法为设计适用于高效有机发光二极管(OLED)的可调谐色TADF发光材料提供了新策略。
研究不足
该研究聚焦于溶液态与PMMA薄膜态;OLED器件性能未进行广泛测试。部分化合物在刚性基质中呈现蓝移现象,且计算得出的ΔEST值大于实验值,表明理论模型可能存在一定偏差。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过Suzuki-Miyaura偶联、锂化等反应合成了一系列含不同电子受体取代基的邻咔唑三芳基硼化合物(2-7),并采用光物理、电化学及理论分析手段研究其发光性质、能级结构与分子构型。
2:样品选择与数据来源:
以9-(2,5-二溴苯基)-9H-咔唑等为前体制备目标化合物,通过核磁共振(NMR)、元素分析和X射线晶体学进行表征,光物理数据采集自溶液体系及PMMA薄膜。
3:实验设备与材料清单:
主要设备包括核磁共振仪(Bruker AM 300)、元素分析仪(Flash 2000)、差示扫描量热仪(TA Instruments Q20)、热重分析仪(TA Instruments Q50)、循环伏安系统(Autolab/PGSTAT101)、紫外可见分光光度计(Varian Cary 100)、光致发光光谱仪(FS5)、绝对量子产率测试仪(Quantaurus-QY C11347-11)、瞬态荧光衰减系统(FS5搭配EPL-375皮秒脉冲激光器与微秒氙闪光灯)、低温恒温器(OptistatDN)及X射线衍射仪(Bruker SMART Apex II CCD)。所用材料包含甲苯/DMF等溶剂、芳基硼酸/Mes2BF/DMMN/ClPPh2等试剂及PMMA基质。
4:0)、元素分析仪(Flash 2000)、差示扫描量热仪(TA Instruments Q20)、热重分析仪(TA Instruments Q50)、循环伏安系统(Autolab/PGSTAT101)、紫外可见分光光度计(Varian Cary 100)、光致发光光谱仪(FS5)、绝对量子产率测试仪(Quantaurus-QY C11347-11)、瞬态荧光衰减系统(FS5搭配EPL-375皮秒脉冲激光器与微秒氙闪光灯)、低温恒温器(OptistatDN)及X射线衍射仪(Bruker SMART Apex II CCD)。所用材料包含甲苯/DMF等溶剂、芳基硼酸/Mes2BF/DMMN/ClPPh2等试剂及PMMA基质。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:合成过程在惰性气氛下依次进行锂化、偶联及氧化步骤;光物理测试涵盖无氧/空气饱和条件下的紫外吸收、荧光光谱、量子产率及瞬态衰减测量;电化学研究采用DMF体系的循环伏安法;理论计算基于Gaussian 16软件的DFT与TD-DFT方法。
5:数据分析方法:
综合运用核磁谱图、元素分析、X射线衍射、循环伏安数据,结合PL衰减拟合及Gaussian 16/AOMix/Multiwfn等计算软件进行轨道分析与能量计算。
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