按照發光機理，稀土配合物主要分為f-f躍遷發光和d-f躍遷發光兩大類，分别對應稀土離子的電子從4f激發态能級躍遷至4f基态能級和5d激發态能級躍遷至4f基态能級。近年來，d-f躍遷發光的稀土Ce(III)、Eu(II)配合物因其激子利用率高達100%、發光顔色可調、激發态壽命較短等特點，在照明、顯示、成像等領域顯示出廣闊的應用前景。盡管d-f躍遷發光稀土配合物中電子從5d激發态能級到4f基态能級躍遷這一基本發光機制已為人熟知，但其中的具體過程仍有待深入研究。此外，為了充分挖掘稀土配合物的潛力，拓展其在更多新領域的應用也顯得至關重要。近日，beat365官方网站劉志偉/卞祖強課題組在稀土配合物發光研究領域取得了兩項階段性進展，分别揭示了稀土配合物發光新機制和新應用。

　　新機制：Ce(III)配合物的雙延遲二重态發射

　　該團隊報道了一種新型的Ce(III)配合物（Ce(PhCOPhTp)₃），展示了雙延遲二重态發射（Double Delayed Doublet Emission，DDDE）的發光新機制。通過巧妙地設計具有兩個三重激發态發射的配體，成功構建了二重激發态（D₁）和兩個三重激發态（T₁, T₂）能量相近的Ce(III)配合物Ce(PhCOPhTp)₃。研究發現，Ce(PhCOPhTp)₃在室溫下表現出三指數衰減壽命（9 ns、216 ns和580 ns），表明存在多個能量轉移通道。通過溫度依賴的光物理性質測試以及對照配合物La(PhCOPhTp)₃的光物理性質的測試，進一步證實了二重激發态和兩個三重激發态之間的能量轉移過程，從而激活了兩個延遲二重态發射。新機制的發現為提升Ce(III)配合物的發光性能和發展基于Ce(III)配合物的新型功能材料奠定基礎。

　　圖1 能級和分子結構圖。（a）La(PhCOPhTp)₃的雙磷光發射能級圖；（b）Ce(PhCOPhTp)₃的雙延遲二重态發射能級圖；（c）La(PhCOPhTp)₃和Ce(PhCOPhTp)₃的分子結構示意圖。

　　新應用：Eu(II)配合物在發光電化學池中的開創性應用

　　另一項研究則首次探索了d-f躍遷稀土配合物在發光電化學池（Light-emitting Electrochemical Cells，LECs）中的應用。實驗結果表明，基于Eu(II)配合物（Eu-tBu）的LEC展現出明亮的藍光發射，最大外量子效率高達19.8%。在不考慮光提取技術時，該LEC是迄今為止報道的最高效的藍光LEC。研究團隊還深入探究了該LEC的電子-空穴複合機制，發現存在兩種産生激子的機制：一種是激子在主體材料上形成，随後通過Föster能量傳遞至客體Eu-tBu；另一種是激子直接在客體Eu-tBu上形成。該研究證明了Eu(II)配合物作為發光材料在LECs中的可行性和巨大潛力，為高效LECs的制備提供了新的方向。

　　圖2 （a）Eu-tBu配合物的分子結構和發光機制；（b）文獻和本研究中報道的藍光LECs的最大外量子效率（EQE）與CIE_y坐标的相關圖（不考慮光提取）；（c）基于Eu-tBu的LEC中的兩種激子形成機制：激子在主體材料SiCzCz上形成，然後能量轉移到客體Eu-tBu（左），和客體Eu-tBu直接捕獲空穴形成激子（右）。

　　綜上，稀土Ce(III)配合物發光新機制為理解多個激發态能量轉移提供了重要的實驗和理論依據，還為發展基于Ce(III)配合物的新型功能材料奠定基礎；稀土Eu(II)配合物新應用則展示了d-f躍遷發光稀土配合物在LECs領域的巨大潛力，為高性能LECs的制備提供了新型發光材料。這些研究不僅豐富了稀土配位化學的理論體系，也為推動稀土配合物在更多領域中的應用奠定重要基礎。

　　上述兩項研究成果分别以“Double Delayed Doublet Emission in a Lanthanide Cerium(III) Complex”和“Europium(II) Complex with d-f Transition: New Emitter for Blue Light-Emitting Electrochemical Cells with an External Quantum Efficiency of 19.8%”為題，發表在CCS Chemistry和Advanced Materials期刊上。兩篇文章的第一作者分别為beat365官方网站博士研究生李羽佳和白如冰，通訊作者為劉志偉研究員和卞祖強教授。上述研究得到了國家自然科學基金委、科技部、北京分子科學國家研究中心的資助與支持。

　　原文鍊接：

　　https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.025.202505405；

　　https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202419849