有机发光二极管（OLEDs）具有全固态、主动发光、高对比度、低功耗、宽视角、响应速度快和易于实现柔性等优点，被认为是最有前景的新型显示和照明技术之一。传统稀土配合物OLEDs是利用中心三价稀土离子f-f跃迁的特性，从而实现高色纯度、高效率发光。然而，相比于金属磷光配合物（如Ir(III)配合物）和热激活延迟荧光（TADF）材料在这一领域的迅猛发展，稀土配合物OLEDs的发展相对缓慢且落后。其根本原因在于这一类配合物往往热稳定性较差，不利于真空热蒸镀法制备器件。此外，f-f禁阻跃迁导致配合物具有较长的本征激发态寿命（ms量级），使得器件在高亮度下效率衰减明显。这些因素严重限制了稀土配合物发光材料在OLEDs领域的研究和应用。

近日，澳门新甫京娱乐娱城平台黄春辉课题组刘志伟副教授等另辟蹊径，提出并证明了具有d-f允许跃迁特性的稀土Eu(II)配合物可以通过合理的分子结构设计实现高空气/热稳定性和高发光效率，以及这类材料应用于OLEDs时具有接近100%的激子利用率和高亮度下较低的效率衰减。

图1 稀土Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2的化学结构式、紫外灯下的发光照片，以及主要光物理性能参数。

在这项工作中，作者设计并合成了两种Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2（图1）。在365 nm紫外光的激发下，它们分别发射出明亮的天蓝色光和橙红光。单晶数据表明，Eu-1中的三氟甲基环绕在Eu2+离子周围，使得Eu2+离子被配体更完全地包覆。因此，Eu-1在空气中的稳定性远超出一般Eu(II)配合物，如Eu-1的结晶粉末在空气中放置2200 h后仍保持高达91%的光致发光量子产率（PLQY），而在相同的测试条件下，Eu-2的结晶粉末在空气中放置10 h即观察不到发光。

进一步地，作者制作并优化了以Eu-1和Eu-2为发光材料的OLEDs，发现以Eu-2为发光材料的器件的最大外量子效率（EQE）和亮度分别为6.5%和30620 cd·m-2。考虑到Eu-2的PLQY仅为32%，器件的最大EQE已经接近理论上限，即证明了Eu(II)配合物应用于OLEDs时具有高达100%的激子利用率。

 总结起来，作者设计合成的这一类基于d-f跃迁发光Eu(II)配合物可以具有高PLQY和良好的空气稳定性，也可以在OLEDs中实现100%的激子利用率和较低的效率滚降。这表明基于d-f跃迁的稀土配合物作为发光材料在OLEDs领域具有巨大的研究价值和广阔的应用前景，也为稀土配合物发光材料在OLEDs领域的应用提供了新思路。

 以上研究成果近日发表于Angewandte Chemie International Edition，澳门新甫京娱乐娱城平台博士研究生战鸽、王李玎和博士后赵子丰为共同第一作者，刘志伟副教授为通讯作者。该工作受到国家重点研发计划和北京市自然科学基金的赞助。

   论文链接为：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202008423