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基于CzBN的MR-TADF材料理论研究

材料科学 2025-05-14 v1 计算物理

摘要

多谐振发射热力学延迟发光(MR-TADF)材料因其全宽半高(FWHM)小于40 nm40~\text{nm}的极窄发射光谱而引起广泛关注,显著优于传统供体-受体(D--A)型TADF材料在光谱纯度方面的优势。然而,传统N--B--N谐振框架材料因固有低逆系统捕获速率(kRISC<103 s1k_{\text{RISC}} < 10^{3}~\text{s}^{-1})而受限,成为实现高效TADF的持久挑战。本研究提出一种基于CzBN的三重协作设计策略:(1)通过π\pi-共轨延伸增强HOMO和LUMO的分离,降低ΔEST\Delta E_{\text{ST}};(2)引入O/S杂原子控制激发态电荷转移(CT)特性,进一步降低ΔEST\Delta E_{\text{ST}};(3)通过扩展π\pi-系统与杂原子的协同作用增强自旋-轨道耦合(SOC)效应。基于此,设计了五种新型MR-TADF分子。其中,CzBN\_S的kRISCk_{\text{RISC}}3.48×106 s13.48 \times 10^{6}~\text{s}^{-1},比CzBN高出两个数量级,同时保持ΔEST<0.1 eV\Delta E_{\text{ST}} < 0.1~\text{eV}和FWHM为40 nm40~\text{nm}

关键词

引用

@article{arxiv.2505.08040,
  title  = {Theoretical Study on MR-TADF Materials Based on CzBN},
  author = {Jinpu Bai and Jingfu Guo and Aynur Matyusup and Aimin Ren and Lu Shen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08040},
  year   = {2025}
}

备注

in Chinese language