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摘要
热激活延迟荧光(TADF)作为一种特殊的分子荧光机制,对于提高发光效率有着重要意义.以C60和C70为代表的碳富勒烯具有高对称结构和离域π电子,被广泛证明具有显著的TADF效应;相比之下,其他类富勒烯团簇的光物理性质尚不清楚.本文利用含时密度泛函理论探索了一系列类富勒烯团簇的激发态性质,包括实验合成的具有不同尺寸的氮化硼笼型团簇B12N12, B24N24和B36N36,以及与B12N12结构相同、元素组成不同的B12P12, Al12N12和Ga12N12.计算结果表明,这些类富勒烯化合物团簇具有2.83—6.54 eV的能隙,主要吸收紫外光,荧光发射波长在可见光区间,包括红光、橙光、蓝光和紫光.它们的第一激发单重态和三重态的能量差较小(ΔEST <0.29 eV),因此可能通过系间窜越和反系间窜越发生TADF过程.导致ΔEST较低的原因是这些化合物团簇的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道分布在不同的元素上,使得二者重叠度较低.这些理论结果揭示了类富勒烯团簇的发光性质和可能的荧光机理,为寻找和设计稳定高效的发光材料提供了重要指导.
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