2017年8月1日,化学化工学院许辉教授领导的磷基光电功能材料科研团队在Wiley公司出版的《Chemistry of Materials》上发表了题为“白光电致发光膦螯合Cu4I4纳米簇合物”(White Electroluminescent Phosphine-Chelated Copper Iodide Nanoclusters)的研究论文。
铜(I)配合物发光材料由于其具有成本低、亮度高等优点受到广泛关注,尤其是单核及双核铜配合物,近些年来在有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode, OLED)的应用上取得了突破性进展,但是仍然存在激发态结构松弛所导致的能量损失和光稳定差等难题。与单、双核铜配合物相比,Cu4I4簇合物具有极强的刚性结构和优异的光热稳定性,已作为无机发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)的外涂层实现了优异的全色和白光发射。然而,Cu4I4簇合物加工性能不足,特别是电学性能往往偏弱,使得到目前为止仍未有将这类材料直接作为发光体应用与OLED器件中的报道。尽管如此,Cu4I4簇合物作为解决铜配合物稳定性问题的首选,迫切需要寻找可行的方案来激发这类材料在电致发光应用的巨大潜力。
为了解决Cu4I4簇合物加工性差、电活性弱的问题,十大正规买球的app排行榜许辉教授领导的磷基光电功能材料课题组与武汉大学谢国华教授合作,通过配体工程设计制备并验证了第一个电致发光Cu4I4簇合物(DBFDP)2Cu4I4。双齿膦配体2,9-二(二苯基膦)- 二苯并呋喃(DBFDP)中,P-P键之间距离为5.8 Å,恰好可与Cu4I4形成稳定的配位结构,合成产率超过90%。单晶X射线衍射结果显示[DBFDP] 2Cu4I4具有平均直径为1.5 nm的刚性椭圆形结构,使其有望成为用于超分辨率显示的纳米发射体。同时,二苯并呋喃(DBF)是一种良好的主体单元,可显著增强分子的载流子注入传输能力并改善溶解性。[DBFDP] 2Cu4I4的瞬态光谱衰减特性具有显著的温度依赖性,表现出典型的双发射行为。值得注意的是,在室温下,其发光寿命仅为1.9 μs,是目前为止铜(I)配合物中寿命最小的结果之一。如此短的寿命有助于抑制单线态/三线态-三线态湮灭(Singlet-Triplet Annihilation/Triplet-Triplet Annihilation, STA/TTA)等碰撞猝灭效应。因此,DBFDP的主体特性显著提升了材料的溶液可加工性和电活性,并且增强了双发射特性和簇内辐射跃迁概率(Cluster-Centered Triplet Transition, 3CC),从而成功通过双层旋涂器件结构实现了单分子白光电致发光和高达80%的激子利用率。
这项工作不仅首次验证了Cu4I4簇合物作为电致发光材料的巨大潜力和在激子利用率等方面的突出优势,而且进一步壮大了铜(I)配合物电致发光材料家族,为解决此类材料的稳定性问题给出了合理的解决途径,有力地推动了此类材料的发展和商业应用。
该项研究得到国家自然科学基金委、黑龙江省科技厅和黑龙江省教育厅的资助。论文第一作者为买球的app排行榜前十名推荐在读硕士研究生谢明辰,韩春苗副教授为共同第一作者,十大正规买球的app排行榜为第一完成单位。

图1 (DBFDP)2Cu4I4的单晶结构和器件照片。
Xie, M.; Han, C.; Zhang, J.; Xie, G.; Xu, H., White Electroluminescent Phosphine-Chelated Copper Iodide Nanoclusters. Chem. Mater. 2017, 29, 6606-6610. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.7b01443