徐亮金、陈忠宁：基于低成本锑(III)基发光材料的OLED研究取得新进展

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自主发光的有机发光二极管（OLED）技术在平板显示和照明领域已经得到了广泛的应用。但目前商用的发光材料含有Ir、Pt或Au等贵金属，提升了其生产成本，制约了其进一步发展。近年来，基于钙钛矿的OLED发展迅猛且有着发光光谱窄、色纯度高、色域广等优点。然而，低稳定性与Pb(II)的毒性是其走向商业化亟待解决的问题。研究发现降低钙钛矿的维度如生成二维（2D）、一维（1D）甚至是零维（0D）的结构时仍表现出优异的光物理性能，且构筑单元不局限于有毒的铅(II)，同时由于高熔点的有机阳离子的引入极大地改善材料的稳定性。在低维非铅杂化材料中，锑(III)基杂化材料作为一类新兴的发光材料体系，由于其高的发光效率及低的自吸收特性，在下转换LED、闪烁体、探测器等光电器件领域有着不俗的表现，但锑（III）基杂化材料在电致发光器件中的应用却鲜有报道。

图：电致发光器件结构及性能

        在国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项（B类）、福建省科技计划和福建光电信息科学与技术创新实验室项目的资助下，陈忠宁课题组在前期研究工作的基础上，利用廉价且环境兼容的0D杂化材料(MePPh3)[SbCl5]作为发光体，并通过溶液法和主-客掺杂的方式制备出高效的电致发光器件。探究了其薄膜状态的发光行为，发现其仍能保持较高的发光效率（PLQY = 56.8%），并有很好的空气稳定性及成膜性。基于以上优点，尝试制备并表征了基于此杂化材料的OLED。研究发现当以纯的薄膜态作为发光层时，器件性能表现不佳，可能与膜的粗糙度大，器件中各功能层的能级不匹配或载流子传输性能差等因素相关。但当将杂化材料掺杂到具有载流子传输特性的主体材料中，器件性能得到显著提高。发光量度由82 cd/m2提升到3500 cd/m2，发光效率由0.7% 飙升到3.1%。此研究结果表明，低成本且环境兼容的锑(III)基杂化材料为制备稳定的、高性能的OLED提供了一条大有前途的新途径。
       上述工作以《Highly Efficient Light-Emitting Diodes based on an Organic Antimony(III) Halide Hybrid》为题，发表在AngewandteChemie International Edition。文章第一作者为福州大学联合培养硕士生李金龙和上海科技大学联合培养硕士生桑榆丰，通讯作者为徐亮金研究员和陈忠宁研究员。
       文章链接：https://doi.org/10.1002/ange.202113450


       文章来源：福建物构所
       陈忠宁研究员，1985年毕业于宜春学院，1991年获兰州大学硕士学位，1994年获南京大学博士学位，1994-1996年中国科学院福建物质结构研究所博士后，1997-1998年中山大学副教授，1998-1999年德国Freiburg大学洪堡学者，1999-2001日本北海道大学JSPS（日本学术振兴会）博士后，2000年入选中国科学院“百人计划”；2001年起被聘为中国科学院福建物质结构研究所研究员、博士生导师。2006年获国家杰出青年基金，2007年入选国家级“新世纪百千万人才工程”。