钙钛矿的Rashba效应及其对载流子复合的影响

当直接半导体中存在强的自旋轨道耦合作用,且材料结构不具备中心反演对称性时, Rashba效应将会出现,从而使自旋简并的能带分裂为具有相反自旋态的两个子能带.这两个子能带会偏离布里渊区的对称中心位置,致使半导体呈现出间接带隙的特征.金属卤化物钙钛矿兼具强的自旋轨道耦合和结构中心反演不对称性,在Rashba效应研究中展现出巨大的潜力.本文围绕钙钛矿中Rashba效应的理论研究与实验证明,Rashba效应对载流子复合的影响以及目前Rashba效应研究中出现的争论,系统地进行回顾与梳理;针对钙钛矿中Rashba效应的研究现状,提出了几个目前亟待解决的问题,并展望了该领域未来的研究方向.     

热激活延迟荧光材料的光物理行为及性能预测

热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料由于三线态激子可通过反系间窜越(Reverse intersystem crossing, RISC)转换为单线态激子,在有机发光二极管(Organic light-emitting diodes, OLEDs)中理论上可达到100%的激子利用率而被广泛关注。但实验上开发设计高性能TADF材料较为复杂且研究周期较长,理论研究可以从本质上建立材料结构-性能的关系,预测材料的性质并提供一定的分子设计策略。本文围绕高性能TADF材料的开发,从发光原理出发,系统阐述了分子的设计策略及光物理参数如材料单-三线态能级差(Single-triplet energy gap, ΔE_ST)、系间/反系间窜越速率、吸收/发射光谱、辐射/非辐射速率等的计算原理、计算方法和研究进展。最后我们探讨了TADF材料理论研究面临的机遇和挑战,通过对TADF材料的理论研究综述和研究前景的展望,期待吸引更多的研究工作者,推动该领域的发展和突破。     

三元共聚法制备高亮度近红外二区荧光共轭聚合物纳米粒子及其二区光热治疗应用

为获得同时具有优异的溶解性,高亮度的近红外二区(NIR-Ⅱ,1000～1700 nm)荧光和强的NIR-Ⅱ光热转换能力的共轭聚合物,采用三元共聚策略构建了基于强电子受体和供体的NIR-Ⅱ发射共轭骨架.在此基础上,进一步通过调控电子给体BDT与2TC之间的比例,得到了一系列具有NIR-Ⅱ吸收和优异溶解性的共轭聚合物(BDT-2TC12,BDT-2TC11,BDT-2TC21).这些聚合物在700～1200 nm具有较强的NIR吸收,并在808 nm激光激发下表现出在1000～1400 nm区域内的优异NIR-Ⅱ荧光性能.利用纳米沉积的方法,将目标聚合物BDT-2TC12用两亲性的二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇(DSPE-mPEG)进行包覆,制备得到水溶性良好的纳米粒子(BDT-2TC12NPs).该纳米粒子具有良好的稳定性,在808和1064 nm处均有较强的吸收.在1064 nm激光照射下,纳米粒子表现出优异的NIR-Ⅱ光热转换效果,可以实现对肿瘤细胞的光热治疗(PTT).在808 nm的激光激发下,纳米粒子还可以实现对小鼠血管和其他生物组织的高清晰度的NIR-Ⅱ荧光成像(FI).     

敏化型电致发光器件原理与技术

近年来,高性能荧光有机电致发光器件(FOLEDs)的开发受到了广泛关注。由于荧光材料仅能利用25%的单重态激子辐射发光,FOLEDs的外量子效率(EQE)理论极限为5%。通过能量转移,充分利用主体分子的单重态与三重态激子敏化荧光客体发光,可以提高激子利用率。目前敏化型FOLEDs(SFOLEDs)的最高EQE已达26.1%。本文详细介绍了SFOLEDs的敏化原理和机制,并根据敏化机制的不同,系统地总结了热活化延迟荧光敏化、激基复合物敏化、三重态湮灭敏化和局域电荷转移杂化激发态(HLCT)敏化等各类SFOLEDs的材料与器件结构特点及其研究进展。最后本综述对该类器件的研究前景进行了展望,期待吸引更多专业的研究人员的研究兴趣,进而推动该领域的发展。     

新型环合靛蓝衍生物的合成及性质

设计合成了基于环合靛蓝单元的Donor-Acceptor(D-A)型小分子——2,2'-(-(((2,9-双(5-(2-癸基十四烷基)噻吩-2-基)-6,13-二氧代-6,13-二氢二吲哚[3,2,1de:3',2',1'-ij][1,5]萘啶-7,14-二基)双(噻吩-5,2-二基))双(甲基叉))双(3-氧-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二叉))二丙二腈(MT-BAI-TM).采用密度泛函(DFT)理论计算了该化合物的前线分子轨道分布.利用紫外-可见吸收光谱和循环伏安法分析了化合物的能级和带隙特征;通过掠入射宽角X射线散射实验(GIWAXS)测试了旋涂薄膜样品S-1内MT-BAI-TM分子的堆积取向.MT-BAT-TM的深吸收、高电子亲和势及面向上(Face-on)堆积特征表明,其具有受体型有机半导体材料的性质.     

有机/金属有机力致发光材料的研究进展

有机/金属有机力致发光材料因具有外力作用诱导产生发光的独特性质,其在冲击力、应力、张力或压力等作用力的传感以及显示、照明及成像等领域具有巨大应用潜力,近年来引起了人们广泛关注.综述了自1980年以来的有机/金属有机力致发光材料（稀土金属有机配合物材料、过渡金属有机配合物材料、纯有机小分子材料和纯有机聚合物材料）和发光机理方面的研究进展,最后提出了有机/金属有机力致发光所面临的挑战与未来发展方向.     

接枝改性PVDF基含氟聚合物

聚偏氟乙烯(PVDF基)含氟聚合物由于其独特的性能受到了广泛的关注。将功能化链段引入PVDF基含氟聚合物可以进一步提升其性能并拓展其应用领域。相较于物理共混法和直接共聚改性法,通过接枝改性法将功能化单体引入含氟聚合物的侧链具有更显著的优势,可便捷、高效地得到组成精确,结构可控的接枝共聚物。本文综述了通过活性自由基聚合(包括ATRP、SET-LRP、有机催化原子转移自由基聚合(O-ATRP)、光诱导Cu(Ⅱ)介导RDRP)和高能射线辐射(γ射线,紫外,电子束)等对PVDF基含氟聚合物功能化接枝改性的方法,并对其发展趋势以及改性聚合物的应用前景进行了展望。     

圆偏振发光性质的热活化延迟荧光材料及电致发光器件

具有圆偏振发光性质的热活化延迟荧光(circularly polarized thermally activated delayed fluorescence,CP-TADF)材料,因其在数据存储、生物成像以及3D显示等领域的应用前景,受到学者们的广泛关注。基于此类材料所制备的圆偏振热活化延迟荧光器件展现出优异的器件性能。本文从圆偏振热活化延迟荧光材料的发光机理及分子设计策略出发,依据CP-TADF材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统地综述了各种类型CP-TADF材料的分子结构和光电性能的关系及其在电致发光器件领域的应用,最后探讨了目前CP-TADF材料存在的问题,并展望了其未来发展前景及挑战。     

钙钛矿光伏电池的非辐射复合损耗及调控策略

基于金属卤化物的钙钛矿光伏电池(PSCs)具有较大的光吸收系数、长的载流子扩散距离以及较低的制备成本等优势,在过去十几年来得到了研究者的广泛关注,目前最高光电转换效率(PCE)已经达到25.5%。然而,由于载流子运输过程中存在各类非辐射复合损耗,器件的PCE仍然低于肖克利-奎伊瑟理论极限。本文围绕PSCs的结构与工作原理,着重综述了器件工作过程中常见的非辐射复合方式,具体包括缺陷辅助复合、界面诱导复合、俄歇复合和带尾复合等,这些复合方式作为影响器件效率与工作稳定性的重要因素,受到研究者的广泛关注。结合最新的研究进展,从减小钙钛矿晶体缺陷、钝化晶界缺陷、钝化表面缺陷、优化能级结构等四个方面总结概括了降低非辐射复合的常用措施和策略。最后,对PSCs的非辐射复合调控前景进行了展望。     

芳基硅磷光主体材料在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光器件(organic light emitting diodes, OLEDs)在固态照明和平板显示等领域显现出巨大的商业应用前景,近年来受到人们的广泛关注。由于芳基硅基团的易修饰性和多功能性,可以通过连接结构不同的功能单元构建性能优异的主体材料,以此来实现高效的有机电致发光器件,因此近年来芳基硅基团在合成高性能电致发光主体材料方面获得了广泛的研究和关注。本文从材料的设计分类出发,综述了芳基硅主体材料的研究现状,对其分子结构特征、热力学性质、光物理性能、电化学性质及电致发光器件性能等做了详细的归纳总结,讨论了芳基硅主体材料在有机电致发光器件方面存在的不足,并展望了其应用前景和发展方向。