西安交大科研人员在近红外有机电致发光(NIR-OLED)研究方面取得新突破

高效率近红外发光材料因其在生物成像、医疗、光通信和夜视器件等方面的重要应用而备受关注。但受制于能隙法则(energy gap law)，即随着激发态和基态之间的能隙差减小，非辐射跃迁速率常数呈指数增加，导致开发高效率的有机近红外发光材料(> 700 nm)一直是一个巨大的挑战，从而严重限制了相关器件电致发光效率的提升。到目前为止，尽管已有极少量性能较好的近红外有机发光二极管(NIR-OLED)获得超过15%的外量子效率，但表现出纯近红外发光的NIR-OLED电致发光效率通常低于5%。

针对这一问题，西安交通大学化学学院杨晓龙、孙源慧、周桂江等人与五邑大学陈钊合作报道了电致发光效率达到16.43%的纯近红外发光NIR-OLED。研究人员通过优化Ir(III)配合物的分子结构设计降低金属中心到配体电荷转移跃迁，提高三线态激发态中的基于配体的ππ跃迁成分，成功地将发光光谱半峰宽降低至43 nm，获得了最大发射峰位于730 nm附近的高效率纯近红外发光材料。研究人员采用溶液旋涂法制备了相应的电致发光器件，获得了与对应材料光致发光光谱近乎一致的纯近红外电致发光光谱，且最高电致发光效率分别高达15.00%和16.43%，显著超过了已报道的基于近红外Ir(III)配合物的NIR-OLED最高电致发光效率，也显著超过了采用溶液旋涂法制备的基于不同有机近红外发光材料的NIR-OLED最高电致发光效率。

近日，该研究成果以《用于溶液法制备外量子效率超过16%的有机发光二极管的窄光谱纯近红外发光铱配合物》(Narrowband Pure Near-Infrared (NIR) Ir(III) Complexes for Solution-Processed Organic Light-Emitting Diode (OLED) with External Quantum Efficiency Over 16%)为题发表在国际化学领域顶级期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。论文第一作者为西安交通大学化学学院杨晓龙副教授，通讯作者为西安交通大学化学学院孙源慧副教授、周桂江教授与五邑大学陈钊博士。西安交通大学化学学院是论文第一通讯单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费的资助。论文的测试表征得到了西安交通大学分析测试共享中心和化学学院分析测试中心的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202309739