研究方向

 

 

方向一:有机发光二极管 (Organic Light-Emitting Device, OLED)

 

        1987年,邓青云博士(Dr. Ching W. Tang) 等首次报道了有机发光二极管(OLED)(Applied Physics Letters, 1987, 51(12): 913-915),拉开了OLED研究的大幕。OLED具有自发光性、广视角、高对比、低耗电、高反应速率、全彩化以及形状可控等优点,被誉为新一代显示与照明技术。OLED结构通常为“三明治”结构,即有机发光层夹在正负电极之间。为了提高OLED的效率以及稳定性,可以选择性地向其中加入电荷注入/传输层形成多层结构。下图为OLED结构的简化图。


       从中可以看出,有机发光层在OLED中居于核心地位,它既决定的OLED的发光颜色,又在很大程度上决定了OLED的发光性能。因此,自OLED被发明以来,有机发光材料一直是OLED领域的研究热点与重点。在OLED研究的早期阶段,有机发光材料为荧光材料,其只能利用电场作用下产生的单线态激子发光(电场作用下产生的激子大约有25%处于单线态,75%处于三线态),因而OLED发光效率较低。1998年,我国马於光等人(Synthetic Metals, 1998, 94(3): 245-248)以及美国S. R. Forrest等人(Nature, 1998, 395(6698): 151-154)以过渡金属有机配合物为发光材料分别实现了OLED中三线态激子发光。由于可以同时利用电场作用下形成的单线态与三线态激子发光,基于过渡金属有机配合物磷光发光材料的OLED在理论上可以达到100%的内量子效率。从此,OLED发光材料的研究方向由传统单线态发光的荧光材料转向三线态发光的磷光材料。

        在上述背景下,研究组在过渡金属铱Ir(III)与铂Pt(II)有机配合物方面做了大量研究。通过功能化有机配体的思想,对这两类磷光配合物的发光效率、发光颜色以及电荷注入传输特性进行调控,取得较多研究成果并受邀在Chemical Society Reviews、Journal of Materials Chemistry C、Chemistry–An Asian Journal多种权威化学及材料类学术期刊撰写相关综述。最近,研究组也开始研究有机铜Cu(I)配合物在OLED方面的应用,取得较好研究成果。

 

方向二:有机光限幅材料(Organic Optical Power Limiting Materials)

 

光限幅材料属于非线性光学领域,是指可以将超过能量阈值的入射光能量限制在一定的能量强度之内的材料,也即高能量的入射光通过光限幅材料形成低能量的输出光。下图为相关示意图。在科学研究以及工业生产中,常常会用到一些高能量的激光光源,利用光限幅材料制作出相应的保护装置可以保护激光操作者的眼睛以及一些激光探测器避免被激光损伤。因此,光限幅材料是非线性光学领域的一个研究热点。

 

课题组通过将有机芳炔与铂Pt(II)、Au(I)以及汞Hg(II)等配合物结合在一起,研究出了一系列性能优异的有机光限幅材料。与传统的光限幅材料C60、金属卟啉化合物以及酞菁化合物相比,这些有机光限幅材料具有两个明显的优点:第一,较短的吸收波长,也即在可见光范围内具有很好的透过率;第二,更好的光限幅性能。总之,课题组在光限幅材料方面的研究取得了一系列较好的成果,研究成果发表在Angewandte Chemie International EditionAdvanced Functional MaterialsJournal of Materials Chemistry C等多种权威化学及材料类学术期刊并受邀在Chemical Society Reviews撰写相关综述。

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