近日，華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心的田禾院士、馬驤教授團隊構建了一系列具有高量子效率近紅外室溫磷光發射的純有機薄膜，并構建了首個基于室溫磷光的半減法器邏輯門。該工作發表于《國家科學評論》（National Science Review, NSR）。

現有的近紅外（NIR）有機染料多為熒光染料。但是由于S1態和S0態之間超快的非輻射內轉換（IC）動力學過程，其熒光發射容易猝滅，量子產率普遍較低。具有室溫磷光（RTP）發射的有機染料中，IC過程可以被T1態和S0態之間的自旋所禁阻，因而可以有效規避上述問題。然而，這類染料中較長的三重態壽命又會帶來其他非輻射弛豫過程，導致磷光淬滅。

因此，選用RTP壽命較短的紅色熒光染料，并通過改變外部環境來抑制其IC過程，可能成為構建高效近紅外磷光發射材料的有效策略。

該研究中，作者選用具有紅光發射的溴代酚磺酞（PSP）染料，并以聚乙烯醇（PVA）作為剛性化基質，來控制溴代PSP分子的非輻射弛豫過程，構建了一系列PSP@PVA薄膜。這些薄膜中，溴代PSP分子均表現出了良好的近紅外室溫磷光發射性能。其中四溴酚藍@PVA薄膜表現最佳，磷光發射波長可達819 nm，磷光量子產率為 3.0%。

更進一步，研究者利用PSP分子結構的酸堿響應性，構建了一種基于磷光的半減法器邏輯門。

上述結果初步證明：利用有機分子中T1態和S0態之間的自旋禁阻IC過程，可以構建出具有良好NIR發射效率的材料。這將為發展更多具有高效NIR發射的有機材料的發展提供思路。

責任編輯：lq6