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《突破 | 宁波材料所在窄谱带标准绿光OLED材料领域取得重要进展》

  • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者： 胡思思
  • 发布时间：2024-10-23

  • 全球数字经济的迅猛发展促使我们着力研发更窄发光波段的OLED发光材料，以满足国际电信联盟针对超高清电视推荐标准（BT.2020标准）下的高清显示技术要求。多重共振原理为窄带发光材料的分子设计提供了一种新颖的方法。近年来，研究人员开发的基于ν-DABNA及其衍生物的R-2B和R-3B展现出极窄的全宽半高值（FWHM）（R-2B：17nm；R-3B：13nm）。然而，它们的发射峰位于天蓝色区域，不符合BT.2020基色标准。尽管如此，该特殊分子框架仍表现出显著的化学修饰潜力。

    基于此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员、李伟副研究员及其合作者通过将R-2B和R-3B中的苯环替换为萘单元，显著增强了新制备材料NT-2B和NT-3B的成键特性，使得光谱明显向绿光区域移动，同时未增加材料的FWHM（NT-2B：15nm；NT-3B：14nm）。此外，NT-2B和NT-3B展现出较快的辐射衰减速率以及较高的发光量子产率。以磷光材料Ir(ppy)3作为敏化主体、以NT-2B作为客体构建的OLED，其电致发光光谱红移至516~517 nm，最高效率达到30.6%，CIEy值和FWHM分别为0.74和21.5 nm，接近BT.2020标准下绿光的CIEy值，是目前报道中窄带发光绿光OLED最高效率之一。

    图1 NT-2B和NT-3B的分子设计策略、化学结构和吸收发射图

    图2 (A)NT-2B和(B)NT-3B的S1→S0跃迁的重组能(λ)和黄-里斯(HR)因子

    图3 基于NT-2B和NT-3B的三元敏化OLED器件

  • 原文来源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202415113
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相关报告

  • 《宁波材料所在LED用稀土发光材料研究方面取得进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2017-12-26
    • LED固态照明器件具有高效、节能、环保等优点，经过十多年发展已基本取代传统白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。荧光粉具有波长转换功能，在决定LED白光性能如显色指数、色温、效率等方面起着重要作用，是LED照明器件的关键材料之一，研发效率高和热稳定性较好的荧光粉一直是人们追求的目标。 　　宁波材料所所属二级所先进制造所的光电功能材料与器件团队研发出一种新型硅酸盐青色荧光粉；在160℃时，其荧光量子效率可维持室温的94%，表现出良好的热稳定性。该研究获国家发明专利一项（ZL201410545720.6），相关结果发表于Advanced Optical Materials（2015, 3(8), 1096-1101，入选封面文章）。 　　随后，该团队围绕材料，利用量子剪裁和共振能量传递效应，获得了一种发光效率高达144%的绿色荧光粉，实现了可见光量子剪裁（J. Phys. Chem. C 2016, 120, 2362-2370）；首次观察到的异常红光发射，采用低温光谱手段追溯到了红光来源（Inorg. Chem. 2016, 55, 8628-8635）；在此基础上，通过共掺获得了单一白光。获国家发明专利一项（ZL201510780416.4），相关基础研究结果发表于J. Phys. Chem. C 2015, 119, 24558-24563；Materials Research Bulletin 2016, 80, 288-294。 　　近期，该团队通过理论和实验相结合，在基青色荧光粉发光性能调控方面开展了系统研究。通过工艺优化，荧光内量子效率提升至90%，85℃/85%RH条件老化1600小时以上的光衰小于10%。仅采用该青色荧光粉与红粉复合，即可在NUV芯片上获得显色指数90以上的白光。基于对第一性原理电子结构计算和理解，结合光谱学的实验表征手段，该团队提出一种计算宽带隙无机非金属材料基体带隙的方法，并揭示了材料发光的热稳定性机理，除了热和声子相互作用可引起发光猝灭外，由热引起的材料吸收率下降是导致发光材料热猝灭的另一个原因。相关结果发表于J. Mater. Chem. C（2017, 5, 12365-12377，入选封面和热点文章）。 　　团队还将黄色余辉荧光粉稳态荧光内量子效率提升至82%，这为解决交流LED频闪问题提供了一种具有潜在价值的稀土发光材料。相关内容申请国家发明专利2项（2016112538620, 2016112538762），部分研究结果发表于Chem. Commun.（2017, 53, 10636-10639）并入选该期刊封底文章。 　　以上工作获伦敦布鲁内尔大学Jack Silver教授、中国科学院长春光机所张家骅研究员、日本国立材料研究所/厦门大学解荣军研究员、工信部广州电子五所徐华伟高工的支持，并获国家自然科学基金（NSFC11404351）、浙江省公益技术基金（LGG18E020007）、宁波市自然科学基金（2014A610122，2017A610001）的资助。
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  • 《宁波材料所在单原子催化领域取得进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2019-03-28
    • 金属单原子催化剂因其具有原子级分散的金属活性中心，表现出极其优异的催化活性和最大的原子使用效率。自2011年中国科学院大连化学物理研究所张涛院士提出单原子催化的概念以来，金属单原子催化剂已经迅速成为了催化领域的研究前沿和热点。目前制备金属单原子催化剂的策略主要有液相浸渍、原子层沉积、金属氢氧化物/聚合物核壳结构策略和光电化学策略等。然而，这些方法只适用于特定的某一类金属单原子的制备，并未扩展成普适性的方法。至今金属单原子催化剂的制备仍然是一大挑战，这主要是因为单原子的高表面能导致其容易聚集成纳米颗粒。所以，为了进一步促进金属单原子催化剂的广泛应用，亟需开发先进的制备技术，特别是具有普适性的制备技术。 　　针对这一现状，中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈亮研究员团队基于金属有机框架材料提出了一种普适性的单原子催化剂制备方法：选择具有联吡啶基团的Zr基金属有机框架材料（如UiO(bpdc)），通过后处理修饰方法将金属盐前驱体配位在到联吡啶基团上，然后在惰性气氛下进行碳化并酸刻蚀去除ZrO2纳米颗粒，从而得到金属单原子催化剂。联吡啶具有活泼的N位点，可以将金属离子锚定在有机配体上，有效防止在高温碳化过程金属离子的聚集并在碳化过程优先与N形成化学键。本方法的技术路线简单、具有普适性，且可以避免生成杂相。基于此，林贻超副研究员成功制备了Fe、Co、Ni、Cu等多种单原子催化剂，并通过同步辐射近边吸收与球差电镜等表征方法验证。而近边吸收拟合结果和穆斯保尔谱测试表明该方法所制备的金属单原子配位数为5，与以往文献报导的四配位或二配位金属单原子有较大区别。该研究团队还以Fe单原子催化剂为例，研究了其在电催化氧还原反应（ORR）中的应用。结果表明Fe单原子具有非常优异的ORR性能，在0.1M KOH中，其半坡电位为0.89V，优于商业化Pt/C催化剂；密度泛函理论计算则揭示了Fe单原子的高ORR活性来源于其特殊的五配位结构。 　　相关结果近日以“Fabricating Single-atom Catalysts from Chelating Metal in Open Frameworks”为题发表在Advanced Materials期刊上(2019, 1808193，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201808193)。该工作得到了国家重点研发计划课题与自然科学基金委面上项目的大力支持，同步辐射实验得到了中国科学院上海应物所与上海光源的大力支持，计算部分得到了人工微结构科学与技术协同创新中心高性能计算中心的支持。
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