光誘導有機自由基在有機材料的化學和物理過程中發揮著重要作用，在有機合成、光電子器件和生物技術等領域有廣泛的研究和應用。然而，凝聚態下的光誘導自由基發光卻鮮有報導。儘管有機自由基的雙自旋躍遷是自旋允許的過程，理論上有利於激子輻射躍遷產生高效率的螢光，但是光誘導產生的自由基通常是不發光的，因為它們非常不穩定，存在壽命太短。另一方面，有機自由基在凝聚態下非常容易發生電子轉移或自旋交換，其發光受到聚集猝滅作用的限制。
中山大學化學學院池振國教授、楊志湧副教授、趙娟副教授研究團隊在有機/聚合物光電材料與器件領域開展了長期系統研究。近年來該團隊設計合成了大量結構簡單具有新穎發光性能的有機發光材料（有機超長磷光材料：Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 17451；有機力刺激響應發光材料：Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 3739; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 22645）。近日，該團隊在研究三苯胺衍生物的過程中，在對位取代的三甲基三苯胺(T3TA)晶體中意外地觀察到明顯的可逆光致自由基發光現象：該晶體在低光強紫外光照射下其發光顏色發生顯著變化，由藍色變為淡粉色，光譜中580 nm位置有新的發射峰生成；關閉光源後，晶體發光顏色迅速回復為藍色。
深入研究發現，T3TA分子在其晶體中的扭曲和不對稱構象，以及分子間僅有較弱的C-H…π相互作用，均有利於光致發光自由基的產生。同時，作者利用密度泛函理論計算很好地預測了自由基發光的躍遷方式和發光光譜，發現這類分子在紫外光照下主要是其陽離子自由基參與了發光過程。此外，利用T3TA多晶薄膜製備了雙通道的光敏器件，在紫外光照射下既有發光變色功能又能作為導電開關使用。值得注意的是，在低電壓(10 V)和低光強(10 mw cm-2)下，該器件具有靈敏的光導電開關響應，其光電流開/關增益約為102。通過對器件的光導性和電導原子力顯微鏡的測量，證明了雙通道光敏性能能夠快速重複。該實驗結果為設計新的光學和傳感系統提供了思路，在基於光致發光自由基的光操作開關和加密方面有潛在的應用。
上述研究成果發表在化學頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》。中山大學化學學院博士後穆英嘯為論文第一作者，楊志湧副教授、池振國教授為共同通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金（51733010, 51873237, 51903254 and 52073315），廣東省傑青項目（2017B030306012），廣東「特支計劃」科技創新青年拔尖人才項目（2017TQ04C782），廣州市科技項目（201804010173）和中央高校基礎研究經費等項目的資助。
來源：中山大學
論文連結：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202014720
「在看"一下嘛...
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺「網易號」用戶上傳並發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.