技術 | 動態共振有機光電材料新進展

有機光電材料和器件的智能化是有機電子學今后重要的發展方向之一，發展具有動態響應特性的光電材料，有望賦予光電器件獨特的性能，開拓器件應用研究領域的新視野，為研制高性能和新功能器件提供新途徑。然而，如何理性地構建動態響應型光電材料仍然是一個挑戰，相關研究已經成為化學、材料領域的前沿熱點問題。

針對這一難題，南京郵電大學陳潤鋒教授和黃維院士團隊基于諾貝爾獎獲得者Pauling提出的經典共振理論，利用共振體系真實電子狀態在不同結構之間共振的動態調節特性，提出光電性質動態選擇性調控概念，建立光電材料分子設計和功能的動態調控方法，創制了新型動態共振光電材料。在前期的研究基礎之上，他們進一步發現共振結構之間轉變的活化能（ERV）是影響有機長余輝材料刺激響應的關鍵因素，提出利用共振工程調控其活化能實現三線態激子動態產生速率的調控，建立了衡量材料光活化能力的量化參數，開發了具有可調制動態光響應行為的有機長余輝材料體系。

研制的動態有機長余輝材料明顯的光活化現象和優異的循環穩定性，其發光壽命從~40 ms提高到了720 ms，發光效率由1.54%提高到了5.1%，并且表現出可控的光活化速率，隨著共振活化能的增加，其光活化速率逐漸降低，在功率密度為0.5 mW/cm2時，其光活化速率可以由0.48 min-1減小到0.31 min-1。利用此類具有可控光活化能力的動態共振有機長余輝材料作為涂層材料，開發了新型可重復利用的光學加密紙張。利用圖案化的紫外光照射和熱處理技術，可以實現圖案/信息的按需調制和擦除。這一工作攻克了動態響應型光電材料（2022全國金屬材料分析測試與模擬計算線上報告會）分子設計的科學問題，闡明了共振能力是動態共振光電材料性質調控的關鍵所在，為動態共振光電材料分子結構的理性設計與優化，材料性能的精確調控提供了一定的理論指導和新的技術途徑。

相關工作發表在國際權威學術期刊Journal of the American Chemical Society（《美國化學會志》）上，文章的共同通訊作者為南京郵電大學信息材料與納米技術研究院陶冶教授、黃維院士和陳潤鋒教授。這一工作是陳潤鋒教授和黃維院士團隊從零起步，開辟、發展了動態共振有機光電材料的研究方向，并持續深耕這一“冷門”的領域的最新研究成果。

原文：

Resonance-Induced Stimuli-Responsive Capacity Modulation of Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence

Ye Tao*, Chang Liu, Yuan Xiang, Zijie Wang, Xudong Xue, Ping Li, Huanhuan Li, Gaozhan Xie, Wei Huang*, and Runfeng Chen*

J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c01669