近日，星空网页版入口（碳中和未来技术星空网页版入口）罗彬彬副教授团队在“二维铅溴杂化材料中的蒽激基缔合物行为”研究领域取得新进展。相关研究成果以“Modulating anthracene excimer through guest engineering in two-dimensional lead bromide hybrids”为题发表在著名无机化学期刊Inorganic Chemistry Frontiers上。该论文经审稿人推荐和编辑遴�。谎∥�2023年度热点和背封面文章(HOT article, Back Cover)。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D3QI00289F
成果简介
激基缔合物由一对以偶极--偶极或库伦相互作用的基态和激发态分子构成，其形成过程与基态二聚体分子的堆积模式密切相关，但具体影响机制还不够清晰。目前的研究策略包括溶剂共晶、侧基取代、聚合物限域等无法实现基态分子堆积构型的连续可控调节。
星空网页版入口（碳中和未来技术星空网页版入口）罗彬彬副教授团队率先以金属卤化物阴离子层为模板，利用客体工程成功实现了有机阳离子层中蒽（An）二聚体堆积模式的连续精准调控。该工作成功构筑了八例2D铅溴杂化材料(DCAn)4Pb3Br10·2CH3(CH2)X-1OH（1-CX, X代表醇客体中的碳原子数）。由于无机层的模板作用以及醇客体分子的嵌入(图1)，蒽(An)二聚体有序排列并被醇客体分子间隔开。
图1 (a) 1-C1、(b) 1-C2、(c) 1-C3、(d) 1-C4、(e) 1-C5、
(f) 1-C6、(g) 1-C7和(h) 1-C8的晶体结构堆积示意图
当引入不同长度的醇客体分子时，受客体分子挤压的影响，1-CX中An二聚体的层间距离、重叠面积、长轴位移量(dx)、短轴位移量(dy)、夹角等结构参数逐渐变化，呈现出客体依赖的发光行为（表1）。
表1 1-CX二聚体的堆积参数及光学性质汇总表
统计结果表明：An激基缔合物受基态二聚体重叠面积，长轴位移量及夹角影响较大(图2)。由于An二聚体重叠方式的不同，An激基缔合物可分为蒽型和萘型两种作用类型。作用强度的不同直接决定了两种激基缔合物的发光波长呈现出独立的分布。此外，当An二聚体的夹角增大时，其堆积构型由H型向X型转变，发光效率逐渐提升。
图2 (a) 1-CX的UV-vis和(b) PL光谱(lex = 400 nm)；1-CX发射中心波长与(c)二聚体的面间距离、(d) 重叠面积、(e) dx位移量和(f) dy位移量的相关性；(g) PL QY与二聚体交角的变化趋势图
这项工作创新性地以金属卤化物阴离子层为模板，利用客体分子体积的连续变化成功实现了蒽二聚体堆积方式的连续调控，为后续深入理解平面共轭型有机分子的激基缔合物行为提供了新的研究思路。本论文主要由硕士研究生刘小慧同学完成。本工作得到了广东省自然科学基金的资助。感谢星空网页版入口医星空网页版入口倪文秀教授和安徽大学蒯雁副教授在测试方面给予的大力支持。
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