Angew. Chem. ：实现热活化延迟荧光最大化的扭曲型给体-受体发光分子的最优二面角

具有热活化延迟荧光（TADF）的电致发光材料由于其100%的激子利用率在有机发光二极管器件应用中具有巨大的潜力，但是设计出高性能的TADF材料具有极大的挑战性。从低能量的三线态到高能量的单线态的反系间窜越（rISC）过程是TADF现象发生的关键。人们通常采用具有较大二面角的扭曲型给体-受体（D-A）有机分子模板来最大程度地减少单重态-三重态能隙（ΔE_ST），获得TADF性能。然而，TADF效率对二面角（θ_DA）的依赖关系尚未有系统的研究。多大的二面角才能实现TADF性能的最大化？两者关联的物理起源是什么？

近日，中国科学院大学的彭谦教授团队提出了D-A型TADF分子的θ_DA在接近80°时能够实现TADF性能的最大化，并通过简单的甲基策略成功实现了最优二面角的调控。θ_DA接近80°可以作为筛选高性能D-A型TADF分子的结构描述符。

以CzBP为分子模板，研究分子的电子结构和性质与二面角之间的依赖关系。随着θ_DA从0°增加到90°，S₁和T₁中电荷转移（CT）成分均是单调增加，致使ΔE_ST 和振子强度f均是单调减小；但是，S₁中的CT成分总是不同程度地大于T₁中的CT成分，这导致了自旋-轨道耦合的非单调变化，其在60°附近达到最大值，有利于自旋翻转；TADF速率常数先增加后减少，在θ_DA为80°时达到了最大值。

通过甲基策略成功实现了二面角的调控，其中具有一个甲基的CzBP-1M分子的二面角被成功调至77.96°，非常接近80°。更重要地，我们发现，θ_DA接近80°的分子结构为CzBP-1M提供了一定的自由度，在S₁与T₁之间诱导产生了最大的电子振动耦合，这有利于声子驱动的上转换过程，极大提高了TADF性能。理论计算的速率结果表明，CzBP分子不具有TADF性质，CzBP-1M分子具有最强的TADF，CzBP-2M具有较弱的TADF。为了验证这一结论，该团队实验合成这三个化合物，并进行了系列的光物理测试，测试结果与理论预测结果完全一致。

在该工作中，彭谦教授团队提出了对于D-A型分子，D与A之间的二面角接近80°时，能够实现TADF性能的最大化。同时，阐明了最优二面角与TADF性能相关联的物理起源，为设计合成高性能TADF材料提供了指导性思路。