Cu(I)配合物聚集增强延迟荧光的自洽QM/EC研究：发光机理和分子设计策略

为了克服传统荧光材料效率低和磷光材料成本高的固有缺点，热激活延迟荧光（TADF）材料被认为是最有潜力的有机发光二极管（OLED）之一。其中，一种低成本、环保的OLED材料——Cu(Ⅰ)配合物被人们广泛研究，一些优异的Cu(Ⅰ)发射体具有接近100%的高发光效率，可与商业Ir(ⅠII)和Pt(ⅠI)OLED材料相媲美。由于其卓越的性能和可调的结构多样性，为了探索光物理性质的改善，发光机理和激发态动力学的研究受到了实验和理论化学家的极大关注。随着实验的巨大进展，相关的理论研究也在不断改进和增强。

近期，吉林大学邹陆一（点击查看介绍）团队利用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）方法理论研究了两种Cu（N^N）（POP）⁺型高效蓝色TADF配合物（1:R= -CF₃，2:R= -CH₃）在溶液和固相下的光物理性质。在固相环境的模拟中，采用QM/MM方法中，分别选用仅UFF机械嵌入、电荷平衡QEQ和自洽ESP电荷嵌入方法来描述聚集态下的极化效应。基于所研究体系发现，自洽ESP电荷嵌入方法更能准确计算原子电荷，并通过合理描述固相中环境分子对发光分子的诱导和静电作用，由此得到的考虑了极化效应的光谱、辐射速率和延迟荧光寿命与实验吻合良好。在详细的理论计算结果的基础上，总结了所研究体系的结构-性质影响关系，发现在N^N配体相同位置引入具有给电子更强、基团更大的叔丁基设计得到配合物3，不仅有效地抑制了结构畸变还能降低ΔE_ST，在溶液中比实验分子1和2具有更快的反系间窜越速率，所设计分子将是具有优异TADF性能的新型深蓝色发光材料。这一理论研究为Cu（N^N）（POP）⁺型配合物在固相下发光性质的模拟提供了参考，并为这类新型高效蓝光Cu(Ⅰ) TADF材料提供合理的设计原则。

这一成果近期发表在Inorganic Chemistry 上，文章第一作者为吉林大学化学学院理论化学研究所的张云丽硕士和何腾飞博士（现为南开大学博士后），吉林大学化学学院的邹陆一副教授为本文的通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Self-Consistent Quantum Mechanics/Embedded Charge Study on Aggregation-Enhanced Delayed Fluorescence of Cu(Ⅰ) Complexes: Luminescence Mechanism and Molecular Design Strategy

Yun-Li Zhang, Teng-Fei He, Zi-Kang Zhao, Ao Shen, Qiang Gao, Ai-Min Ren, Zhong-Min Su, Hui Li, Hui-Ying Chu, and Lu-Yi Zou*

Inorg. Chem., 2023, 62, 7753–7763, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c00383

导师介绍

邹陆一

https://www.x-mol.com/university/faculty/75842