CzDBA敏化红光OLED中电流与温度依赖的RISC-ISC-RISC动态转换机制研究

　　本研究针对TADF敏化主客体体系（mCP:25%CzDBA:5%DCJTB）中微观机制不明确的问题，通过磁电致发光（MEL）指纹技术揭示了RISC（反向系间窜越）与ISC（系间窜越）的动态转换规律。研究发现电流（1-200 μA）和温度（20-300 K）变化会引发RISC→ISC→RISC的级联转换，阐明了DCJTB极化子对（PP）与CzDBA电荷转移态（CT）的竞争机制，为设计高效红光OLED提供了关键理论依据。

　　

在显示与照明领域，白光有机发光二极管（OLED）需通过红、绿、蓝三色混合实现。虽然绿光和蓝光OLED已实现高效率，但红光器件仍存在效率瓶颈。热激活延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF）材料作为敏化剂可提升主客体掺杂器件性能，但其微观机制尚不明确。尤其当使用具有高光致发光量子产率的9,10-双(4-(9H-咔唑-9-基)-2,6-二甲基苯基)-9,10-二硼蒽（CzDBA）敏化红光材料4-(二氰亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃（DCJTB）时，体系中电荷与自旋态的相互作用机制亟待解析。

为揭示这一科学问题，研究人员通过磁电致发光（Magneto-Electroluminescence, MEL）这一对自旋态敏感的无损检测技术，系统研究了mCP:25%CzDBA:5%DCJTB器件中电流与温度依赖的激子动力学。主要采用器件制备（ITO/PEDOT:PSS/NPB/TCTA/EML/PO-T2T/LiF/Al）、稳态/瞬态光谱分析、变温MEL测试（1-200 μA，20-300 K）等方法，结合对照实验（纯mCP:CzDBA和mCP:DCJTB体系）验证机制。

能量结构与光电特性
PL光谱与吸收光谱分析显示，mCP→CzDBA→DCJTB存在级联能量转移（F?rster/Dexter机制）。电致发光光谱证实DCJTB为最终发光体，且CzDBA掺杂可显著提升器件电流效率（从2.1 cd/A增至4.3 cd/A）。

电流依赖的RISC-ISC转换
在300 K下，MEL曲线随电流（1→200 μA）呈现"正峰→负峰→正峰"的独特转变：低电流时DCJTB的PP-RISC主导（正峰）；中电流区CzDBA的CT-ISC增强（负峰）；高电流下CzDBA的CT-RISC重新占优（正峰）。对照实验证明该现象源于DCJTB直接电荷捕获（DCT）与CzDBA能量转移通道的竞争。

温度依赖的态转换
在1-3 μA低电流下，降温（300→20 K）同样引发RISC→ISC→RISC转换：室温时DCJTB PP-RISC主导；中间温度区CzDBA CT-ISC增强；低温下DCJTB PP-RISC再度显现。这表明温度通过调控CT态能隙（ΔE_ST
）影响RISC效率。

浓度效应机制
增加CzDBA浓度（5→25%）会通过Dexter能量转移增强mCP三重态激子向CzDBA CT₃
态的转化，进而促进mCP PP-ISC过程；而DCJTB浓度过高会导致其PP态猝灭，反而不利于RISC。

该研究首次揭示了TADF敏化体系中PP态、CT态与激子态的复杂相互作用：DCJTB通过DCT实现PP-RISC，而CzDBA通过级联能量转移完成CT-RISC，二者随电流/温度呈现动态平衡。这一发现为设计高效红光OLED提供了明确指导：通过精确调控CzDBA掺杂浓度（~25%）和操作条件，可优化能量转移路径与自旋转换效率。论文创新性地将MEL技术应用于多组分体系动力学解析，为有机半导体自旋效应研究开辟了新思路。