手性现象普遍存在于自然界中,从天文学到地球科学,从化学到生物学,几乎都有手性的身影。手性材料由于自身的结构对称性破缺,具有一些本征的特殊性质:圆二色性、线偏光偏转、倍频、压电等。其中,圆二色性是指手性材料可以选择性地吸收或者发射左旋圆偏振光和右旋圆偏振光,这也是手性材料独有的性质。与传统依赖于光学元件的圆偏振光探测和圆偏振光源相比,手性材料不依赖于额外的光学元件,可以直接用来探测圆偏振光,并且作为圆偏光光源,有利于实现更加集成、便携式的柔性光电器件。在显示领域,需要用防眩光过滤器来降低外界光源(如太阳光、日光灯)的干扰,但是会损失一半的亮度。然而,基于手性发光材料的显示器,其发出的圆偏振光(CPL)可以直接通过过滤器,而没有能量损失。此外,手性材料还可以用于生物成像、防伪、三维显示、量子计算和自旋电子学等领域。但是总体上讲,目前手性材料在光电方面的研究还相对较少,离实际应用还有比较大的距离。圆偏振热激活延迟荧光(CP-TADF)相较于传统圆偏振小分子荧光材料具有荧光量子产率(PLQY)高、发光寿命长等特点,是相关应用的基础材料,自2016年以来,发展非常迅速。前报道的CP-TADF材料绝大多数是基于"手性微扰"策略,并且构建的CP-TADF材料大多数属于轴手性化合物。本工作通过在三苯胺结构上引入氧原子或硫原子锁环,构建不对称螺环结构且具有空间电荷转移性质的CP-TADF材料(SFST/SFOT),其中手性中心为螺碳原子。在甲苯的稀溶液中,基于(R)-SFST/(S)-SFST的光致发光不对称因子(|glum|)达到4.0 x 10-3。这种CP-TADF材料具有非常高的PLQY (～90%),将其应用到有机电致发光器件(OLEDs)中,基于SFOT的OLEDs获得了23.1%外量子效率,并表现出非常低的效率滚降。圆偏振电致发光(CPEL)的不对称因子(|g EL|)达1.0 x 10-3。这项工作通过不对称螺环结构同时获得TADF性能以及CPL性能,从而提供了一个全新的高效CP-TADF分子的构建思路。
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