【摘 要】
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相比于传统的金属络合物和无机非金属磷光材料,纯有机室温磷光材料在成本、生物相容性、结构灵活性、结构加工性和稳定性方面有着显著的优势。并且在照明、生物成像、应力/化学传感、光学加密和防伪等方面有着广阔的应用前景。但是,由于三线态激子易被分子热振动耗散和三线态氧气猝灭,使得室温磷光（RTP）被认为是低温磷光（LTP）经分子热振动耗散和氧气猝灭后所残余的;同时,又因为纯有机分子通常自旋轨道耦合（SOC）
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相比于传统的金属络合物和无机非金属磷光材料,纯有机室温磷光材料在成本、生物相容性、结构灵活性、结构加工性和稳定性方面有着显著的优势。并且在照明、生物成像、应力/化学传感、光学加密和防伪等方面有着广阔的应用前景。但是,由于三线态激子易被分子热振动耗散和三线态氧气猝灭,使得室温磷光（RTP）被认为是低温磷光（LTP）经分子热振动耗散和氧气猝灭后所残余的;同时,又因为纯有机分子通常自旋轨道耦合（SOC）常数较小,系间窜越（ISC）速率较低,在紫外/可见光激发后,激子由单线态系间窜越到三线态概率较低,导致获得具有寿命-效率高水平平衡的纯有机RTP材料更加困难。在本文中,我们将商业购买咔唑（CCZ）引入重原子Br和氰基（-CN）/酰胺基（-CONH2）设计合成了一系列同分异构体。由于异构体效应,每个分子在形成晶体后,其分子间作用力大小和堆积模式会明显不同。经过我们合理的分子设计合成,制得了:（1）效率可达44.0%,寿命长达316.8 ms和效率高达34.8%,寿命长达342.3ms的寿命-效率高水平平衡的纯有机RTP材料;（2）通过简单的改变激发波长,来实现荧光、磷光发射峰高低的调节,获得色坐标可达（0.32,0.34）的白光发射;（3）在外界机械力作用下,并伴有明亮的长余辉的力致磷光材料,可作为力致传感的备选材料。同时,我们也自己合成了实验室合成咔唑（LCZ）及其衍生物,进一步通过低温、脱气、掺入聚合物等表征手段,证明我们所设计合成的LCZ衍生物材料具有并不弱于CCZ衍生物的本征磷光;LCZ衍生物分子间强的相互作用力并不能有效的稳定三线态激子;LCZ衍生物较弱的室温磷光是由于分子热失活引起的;CCZ衍生物优异的室温磷光性质是由于痕量异构体（苯并吲哚衍生物）与主体协同作用引起的。我们猜测,处于激发态的客体和主体之间可以形成局域态,电荷或能量的转移将不限于一个主体和一个客体分子之间,形成超大的电荷转移态,从而增强了主体分子与客体分子彼此间作用力,抑制分子热失活,从而稳定三线态激子。综上所述,本文所涉及的CCZ衍生物在照明、生物成像、应力传感等方面有着潜在的应用前景。同时证明在提供LCZ衍生物一个刚性环境时,也会实现优异的室温磷光。通过对比为进一步探索痕量异构体掺杂在发光过程中所扮演的角色、CCZ衍生物发光机理提供了一个简单有效的策略。
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