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  近紅外有機(jī)發(fā)光二極管在夜視顯示、傳感器、光通信及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。然而，由于“能隙定律”的限制，非輻射躍遷速率隨著發(fā)射波長(zhǎng)的紅移呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，導(dǎo)致近紅外OLED的效率遠(yuǎn)滯后于可見(jiàn)光波段器件。

  近日，寶雞文理學(xué)院馮海濤團(tuán)隊(duì)、五邑大學(xué)池振國(guó)團(tuán)隊(duì)與華南理工大學(xué)蘇仕健團(tuán)隊(duì)合作，提出了一種不對(duì)稱(chēng)剛性分子設(shè)計(jì)策略，成功開(kāi)發(fā)出兩種新型熱激活延遲熒光（TADF）分子。該策略通過(guò)引入剛性結(jié)構(gòu)和不對(duì)稱(chēng)基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)93%的水平偶極取向，顯著提升了光取出效率，并有效抑制了非輻射躍遷。

  該研究于2026年2月21日，以“Asymmetric TADF Emitters with 93% Horizontal Dipole Orientation Enable 20.1% EQE in Deep-Red OLEDs and Spectral Tunability to NIR”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。寶雞文理學(xué)院劉艷艷博士、研究生魯子祺以及華南理工大學(xué)研究生楊佳吉為本文共同第一作者，通訊作者為寶雞文理學(xué)院馮海濤教授、五邑大學(xué)池振國(guó)教授、毛竹副研究員以及華南理工大學(xué)蘇仕健教授。

  在這篇文章中作者以三苯胺為給體、二苯并[a,c]吩嗪-11,12-二甲腈為受體，通過(guò)不對(duì)稱(chēng)連接方式引入另外一個(gè)官能團(tuán)，既增強(qiáng)了分子剛性，又有效調(diào)控了給受體間的電荷轉(zhuǎn)移強(qiáng)度。這種設(shè)計(jì)旨在調(diào)控分子發(fā)光的同時(shí)提升發(fā)光效率。在CBP主體材料中通過(guò)調(diào)控DTN與ATN的摻雜濃度（1–100 wt.%），發(fā)射波長(zhǎng)可分別覆蓋602–770 nm和610–790 nm，實(shí)現(xiàn)了從紅光到深紅光在到近紅外區(qū)域的連續(xù)可調(diào)。其中，10 wt.%摻雜的DTN-OLED在674 nm處實(shí)現(xiàn)了20.1%的最大外量子效率（EQE），創(chuàng)下基于二氰基吡嗪衍生物的深紅光TADF-OLED的新紀(jì)錄。即使在非摻雜器件中，DTN在770 nm發(fā)射波長(zhǎng)下仍保持2.9%的EQE，處于當(dāng)前非摻雜近紅外TADF-OLED的領(lǐng)先水平。該研究為開(kāi)發(fā)高效近紅外TADF材料提供了新的設(shè)計(jì)范式。

圖文導(dǎo)讀

圖1：分子設(shè)計(jì)策略與化學(xué)結(jié)構(gòu)。DTN與ATN采用不對(duì)稱(chēng)剛性骨架，增強(qiáng)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）效應(yīng)的同時(shí)抑制非輻射躍遷，提升發(fā)光效率。

圖2：電子結(jié)構(gòu)與理論計(jì)算。DFT計(jì)算表明，DTN和ATN的HOMO與LUMO高度分離，ΔE_st分別為0.14 eV和0.13 eV，有利于反向系間竄越（RISC）過(guò)程。同時(shí)，兩者均具備較大長(zhǎng)寬比，為實(shí)現(xiàn)高水平偶極取向奠定基礎(chǔ)。

圖3：光物理性能。在不同摻雜濃度下，DTN和ATN的PLQY分別為13–70%和6–84%，發(fā)射峰從588 nm紅移至788 nm。瞬態(tài)熒光測(cè)試顯示典型的TADF特性， RISC速率常數(shù)高達(dá)10⁴ s^-1。

圖4：OLED性能與偶極取向。基于DTN的10 wt.%摻雜器件中EQE達(dá)20.1%（674 nm），CIE坐標(biāo)（0.69, 0.31）接近BT.2020標(biāo)準(zhǔn)紅光。偏振角度依賴(lài)PL測(cè)試表明，DTN與ATN的水平偶極比例高達(dá)93%，遠(yuǎn)超各向同性極限（67%），顯著增強(qiáng)了光取出效率。

圖5：非摻雜NIR-OLED性能。非摻雜DTN器件在770 nm處EQE達(dá)2.9%，處于非摻雜近紅外TADF-OLED的領(lǐng)先水平。

圖6：器件性能對(duì)比。將DTN-OLED與ATN-OLED的性能與已報(bào)道的摻雜/非摻雜近紅外TADF-OLED進(jìn)行對(duì)比，DTN在多個(gè)摻雜濃度下均處于領(lǐng)先地位，驗(yàn)證了不對(duì)稱(chēng)剛性設(shè)計(jì)的普適性與高效性。

  總結(jié)：本研究通過(guò)不對(duì)稱(chēng)剛性分子設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了高PLQY、高水平偶極取向（93%）及寬范圍可調(diào)NIR發(fā)射。DTN-OLED在674 nm處實(shí)現(xiàn)20.1%的EQE，并在770 nm非摻雜器件中保持2.9%的EQE，證明該策略的有效性，為開(kāi)發(fā)高效近紅外TADF材料提供了新思路。

  此項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52173152，52473195)，陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2022TD-36)，陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（2024JC-YBMS-114, 2025JC-YBQN-203）陜西省教育廳科研基金項(xiàng)目(24JK0301)，廣東省教育廳高校科研平臺(tái)及項(xiàng)目（2024KCXTD009），廣東省領(lǐng)軍人才特殊支持計(jì)劃（2024TX08C197）支持。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202529822