热致变色发光资料具有发光性质随气温改动的特质,能可视化无触摸地测定极点环境下的温度,大范围的使用于温度指示、化学传感器、光学防伪等范畴。考虑到传统的热致变色发光资料如量子点、有机染料、镧系化合物资料存在组成杂乱、光热安稳性差等问题,展开新式的热致变色发光资料是十分重要的。铜碘团簇基杂化发光资料具有地壳丰度高、环境友好、高效安稳、组成简略的优势,是现在热致变色发光资料抱负的替代品。
研讨人员首要规划制备了碘化的4-二甲氨基-1-乙基吡啶作为配体,构建了一维离子型铜碘有机无机杂化物,其在300 K下的晶体结构如图1a-b所示。该铜碘杂化资料在室温紫外光的激发下呈黄光发射,其发光功率高达99%以上,这一高效的磷光发射主要是重原子效应,以及阳离子-π效果下的配体所构建的刚性环境的归纳效果(图1c-d)。进一步理论核算的依据成果得出,其电荷转移机制是从铜碘链到配体的空间电荷转移(图1e),该进程也减少了激发态结构的畸变。
接着,研讨人员对该资料的变温性质进行研讨,发现在10 K到300 K的温度区间内,出现蓝光发射到黄光发射的可逆改动(图2a)。对低温下结构的研讨标明,温度会引起一维铜碘杂化链的结构产生显着改动,榜首性原理模仿也验证了根据接连铜原子搬迁的铜碘链结构改动(图2b)。归纳发射光谱和对应温度下结构的能隙核算成果,与传统的热致变色机制不同,资料发光性质改动的原因是气温改动引起了铜碘链结构的改动。
在测验中,该棒状的粉末资料(图3a)展现出优异的光耐热性(图3b),研讨人员将其作为磷光粉构建了相应的热致变色LED器材,在用液氮处理后康复到室温的进程中,其发射出现显着的蓝光、白光、黄光的改动(图3c-d)。本作业为高效安稳热致变色磷光粉的构建、热致变色机制的研讨以及功用性LED的构建供给了新的思路。
近年来,姚宏斌教授课题组环绕新式铜碘团簇基高效发光杂化资料规划与组成展开了一系列研讨作业:展开了可使用于光学防伪的高效发光铜碘团簇基杂化纳米晶墨水的普适制备办法(Angew. Chem. Int. Ed.2018,57, 7106–7110;J. Am. Chem. Soc.2020,142, 3686−3690);根据铜碘杂化团簇的取向摆放取得的高度定向跃迁偶极矩,完成了线%的高效发光(Nano Lett.2021,21, 4115−4121);根据铜碘-轴手性磷配体杂化团簇制备了新式圆偏振发光资料并使用于OLED器材(J. Am. Chem. Soc.2021,143,10860−10864)以及使用生物矿化非典型结晶构筑了手性多级结构铜碘杂化团簇基高效圆偏振发光资料(Nat.Commun.2022,13, 3339)。该一维离子型铜碘链热致变色磷光粉是新式铜碘团簇基高效发光功用资料的又一新展开。
我校化学与资料科学学院使用化学系研讨生宋况惠为该论文的榜首作者。该作业得到了国家自然科学基金、中华人民共和国科技部、合肥同步辐射光源联合基金等赞助。