有机分子中三重态发射的理性调控是推动有机磷光体在光电子应用领域发展的关键。然而,如何实现余辉强度与寿命的精确调控仍存在挑战。
近日,西北工业大学柔性电子研究院黄维院士团队刘小网教授课题组报道了一种基于1,10-菲啰啉(1,10-phen)构建的可调控余辉体系:通过稀土离子(RE³⁺)配位作用并在水热条件下将复合物嵌入二氧化硅微球(MPs)中。将1,10-phen掺杂至SiO₂微球可激活488 nm处的磷光发射,其量子产率为2.59%,寿命达1.14秒。与不同稀土离子(La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺)配位后,量子产率(3.00–9.02%)和余辉寿命(0.07–1.47秒)均可实现精细调控。值得注意的是,Gd³⁺通过顺磁效应比Lu³⁺的重原子效应更能有效增强系间窜越,从而获得更高量子产率但缩短余辉持续时间;而Y³⁺虽无重原子效应,但能增强1,10-phen框架的刚性,使磷光量子产率提升至3.11%,同时将余辉寿命延长至1.46秒。这些发现揭示了通过稀土离子在SiO₂基质中的配位作用来调控有机分子光学性质的通用策略,为光电子技术中先进光子晶体平台的开发提供了广阔前景。该研究成果以“Tuning Molecular Afterglow via Rare-Earth Complexation in Monodisperse SiO2 Microparticles”为题发表于Advanced Materials。

通过RE³⁺配位在单分散SiO₂微球中调控分子余辉示意图
本论文的第一作者是西北工业大学柔性电子研究院在读硕士生张文博,西北工业大学柔性电子研究院黄维院士、刘小网教授为本文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中央高校基本科研业务费等基金的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.202510002
(文字:张文博 图片:张文博 审核:王学文)