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材料具备热活化延迟荧光(TADF)的判断方法
发布时间:2025-12-02

根据文献阅读,所得的核心判断标准总结如下:


(1)ΔEST = ES1 - ET1 < 0.1 eV 是材料具备实现TADF的先决条件,但此只为必要条件,不是充分条件,还需要其他光物理方面的表征。


2)光致发光量子产率(PLQY)

一个高效的TADF材料必需具有高的PLQY,这证明激发态能量主要通过辐射跃迁来耗散,而不是通过非辐射跃迁来消耗。


(3)瞬态光致发光衰减曲线

这是直接证明TADF存在的实验证据,在衰减曲线中,必需看到一个纳秒级别的快速衰减组分(瞬时荧光)和一个微秒,甚至更长量级的慢速衰减组分,但需要排除是否为磷光衰减


排除其为磷光的方法:


i)光谱对比法(最核心和直接证据):荧光和磷光通常具有不同的发射光谱,因为延迟荧光本质上也是S1→S0的辐射跃迁,其发射光谱的形状(峰值,轮廓等)应该与瞬时荧光完全一致,而磷光是T1→S0的辐射跃迁,其光谱形状通常与荧光光谱不同;

ii)具体操作方法:测量材料在不同时间窗口下的发射光谱。瞬时荧光:在激发光脉冲之后,立即用一个很短的时间窗口采集光谱;延迟荧光:在激发光脉冲之后,等待一段时间(比如:1-10微秒),再打开一个时间窗口采集光谱。进行对比:若两者完全重合,就是延迟荧光,若发生红移,或者是一个新的形状,则为磷光。


(4)轨道重叠

ΔEST小的根本原因是HOMO和LUMO的空间分离,这减小了电子的交换能


(5)温度依赖性测量

原理:TADF的强度对温度非常敏感,因为其RISC过程需热活化,而磷光强度对温度不敏感,甚至在温度升高时,可能因热淬灭而减弱。


实验操作方法:


(i)测量延迟荧光发光组分(微秒量级信号)的强度随温度变化的关系

若随温度升高,(比如77K→300K)延迟组分的强度显著增强吗,那么这是TADF的典型特征。若延迟组分的强度随温度升高而减弱或者变化不大,则更可能是磷光。


(6)寿命依赖性分析:

原理:TADF的寿命(延迟荧光寿命)与材料的RISC速率和单重态寿命有关,通常对温度和分子环境敏感。磷光的寿命主要以T1态的辐射跃迁速率决定,相对稳定。

实验操作方法:观察延迟组分的寿命是否随温度升高而显著缩短。