Chem. Eur. J. :基于分子工程的共晶体能级、晶体形貌和荧光发射调谐

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近年来,由于有机光电材料在电子、光学、能量收集和能量存储方面的潜在应用,使其在现代社会中发挥着巨大的作用。现今主要研究方向聚焦在新型功能材料设计、固态结构和功能层/器件制备。例如,窄带宽给受体聚合物以通过能级、堆积方式和骨架构象调节实现高电荷载流子迁移率或光电转换效率,但通常涉及多步合成过程,成本高,并会带来各种有机废料。而自组装能通过固态、固态气体或溶液态过程赋予分子自发堆积成高有序结构,被认为是构建新型超分子体系的一种好的方法。



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基于上述背景,南京邮电大学张敬课题组通过合理的共晶工程策略,合成了两种新的电荷转移共晶: di-cyanodiazafluorene -perylene (DCPE)和di-cyanodiazaflfluorene-pyrene (DCPY),它们表现出截然不同的力学和光电特性。虽然它们都是1:1混合堆积共晶,化学结构相似,但由于非共价键的不同,DCPE共晶具有非中心对称的空间群,C-H···O氢键使其带隙比DCPY共晶更窄。侧面的静电势积累产生的自发极化导致了高度螺旋的DCPE纳米带的生长,同时小的带隙导致了近红外荧光发射。与此同时,在具有中心对称空间群和较弱分子间相互作用的DCPY晶体中,pyrene分子破坏了H-聚集相互作用,保证了反平行堆积,使CT吸收带更窄,进一步促进了红光发射,表现出非螺旋的形貌。这项工作利用共晶工程从功能上调整有机类材料的理化性质,为有机光电共晶的设计提供了新的指导,在柔性微/纳米力学、机械能和光学器件的应用有着发展前景。

文信息

Energy level, crystal morphology and fluorescence emission tuning in cocrystals via molecular-level engineering

Jing Zhang, Jinqiu Chen, Bo Yang, Shuang Ma, Lina Yin, Zhiqi Liu, Wenxin Xiang, Hongguang Liu, Jianfeng Zhao, Peng Sheng


Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202202915




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