有機發光二極管（OLEDs）具有全固态、主動發光、高對比度、低功耗、寬視角、響應速度快和易于實現柔性等優點，被認為是最有前景的新型顯示和照明技術之一。傳統稀土配合物OLEDs是利用中心三價稀土離子f-f躍遷的特性，從而實現高色純度、高效率發光。然而，相比于金屬磷光配合物（如Ir(III)配合物）和熱激活延遲熒光（TADF）材料在這一領域的迅猛發展，稀土配合物OLEDs的發展相對緩慢且落後。其根本原因在于這一類配合物往往熱穩定性較差，不利于真空熱蒸鍍法制備器件。此外，f-f禁阻躍遷導緻配合物具有較長的本征激發态壽命（ms量級），使得器件在高亮度下效率衰減明顯。這些因素嚴重限制了稀土配合物發光材料在OLEDs領域的研究和應用。

近日，beat365官方网站黃春輝課題組劉志偉副教授等另辟蹊徑，提出并證明了具有d-f允許躍遷特性的稀土Eu(II)配合物可以通過合理的分子結構設計實現高空氣/熱穩定性和高發光效率，以及這類材料應用于OLEDs時具有接近100%的激子利用率和高亮度下較低的效率衰減。

圖1 稀土Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2的化學結構式、紫外燈下的發光照片，以及主要光物理性能參數。

在這項工作中，作者設計并合成了兩種Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2（圖1）。在365 nm紫外光的激發下，它們分别發射出明亮的天藍色光和橙紅光。單晶數據表明，Eu-1中的三氟甲基環繞在Eu2+離子周圍，使得Eu2+離子被配體更完全地包覆。因此，Eu-1在空氣中的穩定性遠超出一般Eu(II)配合物，如Eu-1的結晶粉末在空氣中放置2200 h後仍保持高達91%的光緻發光量子産率（PLQY），而在相同的測試條件下，Eu-2的結晶粉末在空氣中放置10 h即觀察不到發光。

進一步地，作者制作并優化了以Eu-1和Eu-2為發光材料的OLEDs，發現以Eu-2為發光材料的器件的最大外量子效率（EQE）和亮度分别為6.5%和30620 cd·m-2。考慮到Eu-2的PLQY僅為32%，器件的最大EQE已經接近理論上限，即證明了Eu(II)配合物應用于OLEDs時具有高達100%的激子利用率。

 總結起來，作者設計合成的這一類基于d-f躍遷發光Eu(II)配合物可以具有高PLQY和良好的空氣穩定性，也可以在OLEDs中實現100%的激子利用率和較低的效率滾降。這表明基于d-f躍遷的稀土配合物作為發光材料在OLEDs領域具有巨大的研究價值和廣闊的應用前景，也為稀土配合物發光材料在OLEDs領域的應用提供了新思路。

 以上研究成果近日發表于Angewandte Chemie International Edition，beat365官方网站博士研究生戰鴿、王李玎和博士後趙子豐為共同第一作者，劉志偉副教授為通訊作者。該工作受到國家重點研發計劃和北京市自然科學基金的贊助。

   論文鍊接為：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202008423