01 引言

激發(fā)態(tài)的性質(zhì)對材料的光電性能起著決定性的作用，根據(jù)波函數(shù)的重疊程度，激發(fā)態(tài)可以被分為兩種經(jīng)典的類型，波函數(shù)重疊的局域態(tài)（LE）和波函數(shù)分離的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)（CT）。對給體-受體（D-A）型熒光小分子而言，LE和CT可能存在圖1所示的四種分布情況：CT態(tài)分布在高能態(tài)，分子表現(xiàn)出局域態(tài)的性質(zhì)；CT態(tài)能量遠遠低于LE態(tài)，分子表現(xiàn)出電荷轉(zhuǎn)移態(tài)的性質(zhì)；當兩者能量相近時，根據(jù)量子化學中激發(fā)態(tài)的線性組合規(guī)則，LE態(tài)和CT態(tài)會發(fā)生雜化并生成兩個新的態(tài)，我們稱為雜化局域電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)（HLCT），當LE和CT不能發(fā)生有效的雜化時，分子體系中可能會出現(xiàn)雙熒光現(xiàn)象。02 成果簡介

吉林大學楊兵教授課題組采用二苯并吩嗪為受體，構(gòu)筑了三個不同激發(fā)態(tài)的D-A小分子材料：LE態(tài)為主的CZP-DPPZ分子，HLCT態(tài)的TPA-DPPZ，以及擁有熱活化延遲熒光（TADF）性質(zhì)的CT態(tài)分子PXZ-DPPZ。在吸收光譜中，CZP-DPPZ分子仍保有一定LE特征的振動精細結(jié)構(gòu)，而TPA-DPPZ分子表現(xiàn)為一個雜化態(tài)的單峰吸收，PXZ-DPPZ分子則在長波長處出現(xiàn)一個新的CT態(tài)的弱吸收峰。進一步，三個分子的自然躍遷軌道（NTO）也印證了這個結(jié)論，分子中LE和CT成分的比例分別0.97：0.03（CZP-DPPZ），0.49：0.51（TPA-DPPZ）和0.13：0.87（PXZ-DPPZ）。同時，我們系統(tǒng)對比了這幾個DPPZ衍生物的溶劑化發(fā)射光譜，發(fā)光壽命，發(fā)光效率，非摻雜器件和摻雜器件的性能。其中，HLCT類材料光致發(fā)光效率更高，而TADF類材料壽命有明顯的延遲，低比例摻雜器件可以實現(xiàn)更高的外量子效率（9.35%）。我們采用鴻之微公司的MOMAP軟件計算了三個分子的輻射躍遷速率，分別為7.32×106 s?1（CZP-DPPZ），1.23×108 s?1（TPA-DPPZ）和1.82×103 s?1（PXZ-DPPZ），雜化態(tài)材料TPA-DPPZ高的輻射躍遷速率是其取得高發(fā)光效率的原因。本研究通過選擇不同給電子能力的給體調(diào)節(jié)激發(fā)態(tài)的性質(zhì)，為高性能電致發(fā)光材料的分子設(shè)計提供了一種可行的思路。

該研究成果以“Modulation of Excited State Property Based on Benzo［a， c］phenazine Acceptor： Three Typical Excited States and Electroluminescence Performance”為題在《Frontiers in Chemistry》雜志上發(fā)表。吉林大學楊兵教授和張詩童副教授為文章通訊作者，2016級博士研究生周長江為第一作者。感謝國家自然科學基金（51473063，91233116，51673083），國家重點研發(fā)項目（2016YFB0401001，2015CB655003），以及中國博士后基金（BX20170097，BX20180121，2018M641767，2017M620108）的資助。

03 圖文導讀

圖1 有機分子中LE態(tài)和CT態(tài)可能存在的四種分布情況

圖2 THF稀溶液中化合物的吸收光譜

圖3 化合物自然躍遷軌道和躍遷密度矩陣

圖4 溶劑化發(fā)射和Lippert-Mataga模型

圖5 化合物低濃度摻雜膜中的發(fā)射和壽命

圖6 （a）器件的電流密度-電壓-亮度曲線和（b）電致發(fā)光光譜和外量子效率-亮度曲線。

原文標題：文獻賞析｜給體-受體（D-A）型有機熒光小分子激發(fā)態(tài)的調(diào)控

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