黑大本科生开发高性能深蓝光团簇电致发光器件，可广泛应用于显示、照明等领域作为一种处于分子和纳米颗粒

作为一种处于分子和纳米颗粒之间的物质状态，团簇材料的应用非常广泛，包括显示、能源、生物、催化等诸多领域。最近几年，基于团簇的电致发光器件研究越来越受到科学家们的重视。
近期，黑龙江大学许辉团队的研究为解决这项难题提供了新思路。他们不仅成功证明了四核左右的金团簇可以实现稳定深蓝色发光，还通过合理的器件工程策略，开发出高性能深蓝光团簇电致发光器件。

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图丨许辉（来源：许辉）
该器件的性能展现了团簇发光器件在高分辨率显示器上成功应用的能力，其最大发光超过8000尼特，深蓝色区域色坐标y<0.1 。
2022年10月6日，相关论文以《膦配体稳定的Au3Triangles和Au3AgPyramids的深蓝光团簇电致发光材料》（Deep-BlueElectroluminescencefromPhosphine-StabilizedAu3TrianglesandAu3AgPyramids）为题在AngewandteChemieInternationalEdition上发表[1] 。

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图丨相关论文（来源：AngewandteChemieInternationalEdition）
黑龙江大学化学化工与材料学院应用化学专业本科生倪骥腾和该学院功能无机材料化学教育部重点实验室硕士研究生钟春雷担任论文共同第一作者，黑龙江大学化学化工与材料学院许辉教授以及该院功能无机材料化学教育部重点实验室博士研究生孙佳南担任共同通讯作者。
据许辉介绍，这项研究始于2015年。研究人员最早是想通过研究团簇结构，来解决有机发光分子热稳定性不足和光漂白效应严重的缺点。
他们先对含磷配体进行了有效设计，并用它来解决团簇材料器件的加工工艺问题。后来，他们又对团簇材料进行了功能化设计，使其在器件应用中体现自身的光学优势。
正是在这个过程中，他们发现，在团簇分子上引入一些具有特定功能的基团，可实现对激发态组成的调控，降低簇核激发态对团簇材料整体激发态的贡献，从而提高团簇的发光性能。
许辉表示：“经过不断的努力，今年我们将铜簇电致发光器件的效率提高到接近20%的水平，有效证明团簇电致发光器件可以实现优异的器件性能，已经具备了实用化的潜力。 ”
不过，需要说明的是，上述研究所获得的材料都是绿光或蓝绿光。要想在显示或照明领域得到应用，蓝光颜色必不可少。
基于前期积累的工作经验，该课题组尝试将发光颜色推向蓝光区。但是，这必须先克服以下两个关键问题。
其一，解决配体和金属之间的相互作用，以及簇核内金属与金属之间相互作用对发光颜色的影响。
其二，由于深蓝光器件对器件结构要求较高，必须保证把电场作用下产生的载流子束缚到发光层去，形成可发光的激子，并使这些激子被团簇有效地利用。
许辉解释说：“要解决上述问题，不但需要一个合理的配体工程策略来设计深蓝光团簇材料，还需要器件工程策略来设计合适的器件结构，进而实现高效深蓝光发射。 ”
据他介绍，正是在这个过程中，研究生指导本科生做出了颇具创新性的设计。他们的想法和具体实施的技术，很好地解决了上述问题，最终形成高性能蓝光。许辉表示：“后来，基于审稿人的建议，我们又进一步优化了器件结构，大幅提升深蓝光团簇的电致发光性能。 ”

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（来源：AngewandteChemieInternationalEdition）