【原】光学顶刊《Nature Photonics》：量子产率>20%的高效OLED！

第二近红外（NIR（II））窗口光谱区内多原子分子的发光受到能隙定律的严重阻碍，即激子-振动耦合引起的猝灭。因此，尽管有机发光二极管（OLED）在光疗和生物成像方面具有潜力，但其有效发射波长约为1000 nm及以上的有机发光二极管非常罕见。

在本研究中，来自我国的科研人员重新审视了能隙定律的理论以量化每个耦合振动模式对非辐射跃迁的贡献。最终提出了两种有利于发射的方法：分子堆积以延长激子离域，氘置换以减少高频振动。通过设计和合成一系列新的自组装铂（II）配合物来提供概念的实验证明，这些配合物在约1000 nm处具有高强度磷光，峰值量子产率为（23±0.3）%。相应的OLED以995 nm的峰值波长发射，最大外部量子效率为4.31%，辐射度为1.55 W sr⁻¹m⁻²，为近红外（II）区高效OLED的发展做出了重大贡献。相关论文以题目为“Polyatomic molecules with emission quantum yields >20% enable efficient organic light-emitting diodes in the NIR(II) window”发表在Nature Photonics期刊上。

论文链接：

https://www./articles/s41566-022-01079-8

多原子分子及其相关有机发光二极管（OLED）的近红外（NIR）发射在光疗、生物成像和可穿戴医疗产品（如脉搏血氧计、光体积描记阵列和光疗贴片）的开发中发挥着关键作用，这些产品可增强免疫力、促进伤口愈合并启动药物过程。然而，相关的发展受到了能隙定律的影响，这导致了显著的发射猝灭。最近，利用激子-振动解耦策略，我们在开发<930nm的近红外发射体及其相关OLED方面取得了飞跃。

作者成功通过真空沉积方形平面Pt（II）发射体实现的，该发射体经过自组装形成排列良好的分子堆积，扩展了激子离域。最终结果是抑制激子-振动耦合，减少发射能隙和非辐射失活。获得了一系列杰出的深红色NIR（I）OLED，其峰值波长发射（λmax）为625 nm，最大外部量子效率（EQEmax）为38.8%。接下来，通过延长螯合物的π共轭，能够将发射转移到670 nm，EQEmax超过30%。最近，作者报道了800 nm左右的发射峰，EQEmax为9.58%，峰值λmax为930nm，EQEmmax为2.14%。最终，作者制备了基于Pt（II）的近红外OLED。在所有评估标准下均在>930 nm的波长下表现出领先的OLED性能，为高性能NIR（II）发射器和相关OLED提供了一条路径。（文：爱新觉罗星）

图2 代表性物质和相关Pt（II）金属配合物的结构。

图3 所研究的铂（II）配合物的吸收和发射光谱。

图4 GIXD数据分析

图4 |使用所研究的Pt（II）配合物作为发光层的NIR OLED的器件特性。