这种俩月一篇子刊的课题组，你应该了解一下

黄维院士和日本九州大学的Chihaya Adachi教授都是光电材料领域的领军人物。

黄维早期是聚合物发光二极管显示研究中十分活跃的知名学者之一。从九十年代初开始致力于跨物理、化学、材料、电子、信息和生命等多个学科、交叉融合发展起来的有机光电子学这一国际前沿学科的研究，在构建有机光电子学科的理论体系框架、实现有机半导体的高性能化与多功能化、推进滚球体育 成果转化与产业化方面做了大量富有开拓性、创新性和系统性的研究工作，是中国有机光电子学科的奠基人与开拓者。在有机光电子学、柔性电子学等领域取得了大量系统性、创新性的研究成果。

日本九州大学的Chihaya Adachi教授（安达千波矢）是世界上有机电子领域研究的先驱研究者之一，主要研究致力于有机光电、有机半导体器件物性、有机光物理化学等方面。Chihaya Adachi教授一直致力于热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)的发光材料的理论研究和产业化生产。

这篇文章为大家整理了在过去的2020年，黄维院士和Chihaya Adachi教授发表的16篇文章，其中包括15篇子刊和1篇Nature正刊。

1.澳大利亚昆士兰大学Ebinazar B. Namdas、Shih-Chun Lo&九州大学Chihaya AdachiNat. Commun.：固体基于环辛三烯的三重态猝灭剂，在光和电激发中表现出出色的单重态-三重态湮灭抑制

三重态激子被认为是实现有机激光二极管的主要障碍，因为三重态激子的积累会导致连续波（CW）操作和/或电激发下的显着损失。

澳大利亚昆士兰大学Ebinazar B. Namdas、Shih-Chun Lo&九州大学Chihaya Adachi报道了固态有机三重态猝灭剂的设计和合成，以及对其在溶液中可加工的双苯乙烯基激光染料中的分散性的深入研究。通过将激光染料与20 wt％的淬灭剂混合，对ASE阈值的影响可以忽略不计，但是完全抑制了单重态-三重态an灭（STA），并且在CW激发下激光染料的激发态光稳定性提高了20倍。我们使用小面积OLED（0.2mm²）演示了淬灭剂在纳秒范围内的有效STA抑制，并通过仿真提供了洞察，以深入了解电激发下观察到的STA淬灭。结果表明，在纳秒级的光和电激发下，均具有出色的三重态猝灭能力，以及出色的溶液可加工性。

文献链接：

Solid cyclooctatetraene-based triplet quencher demonstrating excellent suppression of singlet–triplet annihilation in optical and electrical excitation

Nat. Commun., 2020, 10.1038/s41467-020-19443-z

2.日本科学振兴机构Toshinori Matsushima, Atula S. D. Sandanayaka&Chihaya Adachi:通过清除三重态激子来抑制有机发光二极管的外部量子效率降低

在有机发光二极管（OLED）中，高电流密度下的大外部量子效率下降通常是由长寿命三重态激子对辐射单重态激子的猝灭引起的（单重态-三重态湮灭（STA））。日本科学振兴机构Toshinori Matsushima, Atula S. D. Sandanayaka&Chihaya Adachi采用了三重态清除策略来克服上述STA问题。为了构建三重态清除的模型系统，作者选择了DCNP作为发射体，并选择了BSBCz作为主体材料，考虑了它们的单线态和三线态能级。在此系统中，BSNPz有效地清除了DCNP的三重态，而DCNP的单线态则完好无损，从而在电激发下抑制了STA。因此，即使在较高的电流密度下，具有1 wt％-DCNP掺杂的BSBCz发光层的OLED也显示出抑制的效率下降。从抑制效率衰减的角度来看，这一发现有利地为OLED和有机半导体激光二极管提供了先进的发光性能。

文献链接：

Suppression of external quantum efficiency rolloff in organic light emitting diodes by scavenging triplet excitons

Nat. Commun., 2020, 10.1038/s41467-020-18292-0

3.剑桥大学Cui Linsong、Richard H. Friend&乔治亚理工大学Xian-Kai Chen &九州大学Chihaya AdachiNature Photon.:快速自旋翻转可从电荷转移状态实现高效稳定的有机电致发光

从三重态激发到单重态激发的自旋翻转，即反向系统间交叉（RISC），是改善有机发光二极管发光的很好途径。但是，由于RISC速率慢（k_RISC），设备稳定性和效率下降仍然具有挑战性的问题。

剑桥大学Cui Linsong、Richard H. Friend&乔治亚理工大学Xian-Kai Chen &九州大学Chihaya Adachi报道了一个具有多个供体单元的TADF分子，这些供体单元形成了电荷共振型杂合三态，导致了单重态-三重态能量分裂小，自旋-轨道耦合以及紧密靠近三重态的三重态密集流形。这种TADF分子中的k_RISC速度高达1.5×10⁷/s，该值比典型的TADF发射体高两个数量级。基于该分子的有机发光二极管表现出良好的稳定性，最大外部量子效率高（> 29.3％）和低效率下降。

文献链接：

Fast spin-flip enables efficient and stable organic electroluminescence from charge-transfer states

Nature Photon., 2020, 10.1038/s41566-020-0668-z

4.九州大学Chihaya AdachiNature：准2D钙钛矿薄膜中稳定的室温连续波激射

有机-无机卤化铅准二维（2D）钙钛矿因其低成本，可调节的发光波长，出色的稳定性和溶液可加工性而成为激光应用中有希望的增益介质。光泵浦连续波（CW）激射是高密度集成光电设备中实际应用的高度要求，是朝着电泵浦激光器迈出的关键一步。但是，由于“激光死亡”现象（在CW光泵浦下激光突然终止），尚未在室温下实现CW激光发射，其原因尚不清楚。

九州大学Chihaya Adachi研究了基于卤化铅的具有不同有机阳离子的准2D钙钛矿薄膜，并观察到长寿命的三重态激子在加倍自发发射以及光泵浦脉冲和CW激光过程中显着阻碍了反转。这个结果表明，单重态-三重态激子湮灭是引起激光死亡的可能的内在机制。通过使用具有高品质因数的分布式反馈腔并应用三重态管理策略，可以在室温下在空气中连续光泵浦下获得稳定的准2D钙钛矿绿色准激光器。这个发现将为实现未来的电流注入钙钛矿激光器铺平道路。

文献链接：

Stable room-temperature continuous-wave lasing in quasi-2D perovskite films

Nature, 2020, 10.1038/s41586-020-2621-1

5.九州大学Chihaya AdachiNat. Commun.:纳秒级时延荧光分子，适用于深蓝色OLED，效率衰减小

表现出热活化延迟荧光（TADF）的芳香有机深蓝色发射体可以收集电激发的单重态和三重态中的所有激子作为光发射。然而，蓝色TADF发射体通常具有长的激子寿命，导致高电流密度和亮度下由于有机发光二极管（OLED）中的激子湮灭而导致效率严重下降。

九州大学Chihaya Adachi报道了采用简单分子设计的深蓝色TADF小分子，其中，同时控制了活化能以及具有不同自旋多重性的激发态之间的自旋轨道耦合。在没有重金属元素的供体-受体型分子结构中，激子的寿命达到了750 ns。使用此TADF小分子的OLED显示深蓝色电致发光（EL），CIE色度坐标为（0.14，0.18），最大EL量子效率为20.7％。此外，即使在高亮度下，最高的最高效率也保持在20.2％和17.4％。

文献链接：

Nanosecond-time-scale delayed fluorescence molecule for deep-blue OLEDs with small efficiency rolloff

Nat. Commun., 2020, 10.1038/s41467-020-15558-5

6.日本科学振兴机构Chuanjiang Qin&Chihaya Adachi:三重态管理可实现高效钙钛矿发光二极管

钙钛矿发光二极管具有高色纯度和高性能，因此有望用于下一代照明和显示器。尽管单线态和三线态激子的管理对于高效有机发光二极管的设计至关重要，但是在钙钛矿和准二维（2D）钙钛矿基器件中，激子如何影响性能的本质仍然不清楚。

日本科学振兴机构Chuanjiang Qin&Chihaya Adachi表明三重态激子是绿色准2D钙钛矿装置中有效发射的关键，而有机阳离子对三重态的猝灭是主要的损失途径。在基于FAPbBr₃的准2D钙钛矿中使用具有高三重态能级的有机阳离子，可有效收获三线态。这个绿色（527 nm）器件的外部量子效率和电流效率分别达到12.4％和52.1 cd/A。

文献链接：

Triplet management for efficient perovskite light-emitting diodes

Nat. Photon.,2020, 10.1038/s41566-019-0545-9

7.九州大学Chihaya Adachi&Ryota Kabe Nat. Commun.:电荷转移与局部激发态之间的能隙对有机长余辉发光的影响

有机持久发光（LPL）是一种有机发光系统，可缓慢释放存储的激子能量作为光。在功能性，灵活性，透明性和溶液可加工性方面，有机LPL材料比无机LPL材料具有多个优势。但是，有机LPL系统的分子选择策略仍然不清楚。

九州大学Chihaya Adachi&Ryota Kabe发现，激基复合物系统中最低的局部三重态激发态和最低的单重态电荷转移激发态之间的能隙显着控制了LPL性能。对于具有不同能隙的三种供体材料，系统地研究了LPL持续时间和光谱特性的变化。当最低的三线态激发态的能级比电荷转移激发态的能级低得多时，该系统的LPL持续时间短，并且清除了由激基复合物荧光和供体磷光引起的两个不同的发射特征。

文献链接：

Influence of energy gap between charge-transfer and locally excited states on organic long persistence luminescence

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-019-14035-y

8.黄维&赖文勇Nat. Commun.:基于高度共轭的三维共价有机骨架的均匀空心球自模板合成

共价有机骨架（COF）已作为一系列多孔晶体分子用于各种有前途的应用。然而，具有均匀形态的COFs的可控合成是最重要的，但仍然非常具有挑战性。黄维&赖文勇报道了基于高度共轭的三维（3D）COF的均匀和独特空心球的自模板合成。研究表明，具有类似奥斯特瓦尔德（Ostwald）熟化机理的纳米颗粒从最初的纳米球连续转变为均匀的空心球形结构。生成的3D COF（3D-Sp-COF）易于更有效地传输离子，并且3D-Sp-COF的锂离子转移数（t +）达到0.7，甚至使大多数典型的PEO基聚合物电解质不堪重负。空心球形结构显示了增强的电容性能，在0.5 A/g时的比电容为251 F/g，与绝大多数二维COF和其他多孔电极材料相比具有优势。

文献链接：

Self-templated synthesis of uniform hollow spheres based on highly conjugated three-dimensional covalent organic frameworks

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-18844-4

9.澳门大学邢贵川&黄维、陈永华Nat. Energy：基于纯相膜的二维Ruddlesden–Pop层状钙钛矿太阳能电池

二维Ruddlesden-Pop层状金属卤化物钙钛矿因其理想的光电性能和更高的稳定性而引起了越来越多的关注。然而，这种钙钛矿通常由具有随机阱宽度分布的多个量子阱组成。澳门大学邢贵川&黄维、陈永华通过引入熔融盐间隔基乙酸正丁胺代替传统的卤化物间隔基碘化正丁胺，报道了具有单阱宽度的纯相量子阱。由于乙酸正丁胺与钙钛矿骨架之间的强离子配位作用，可以形成均匀分布的中间相的凝胶。这允许具有微米级垂直排列的晶粒的纯相量子阱膜从其各自的中间相结晶。所得太阳能电池的功率转换效率为16.25％，高开路电压为1.31 V.将其在65±10％的湿度下保持4680 h，在85^oC下工作558 h或连续照明1100h后，电池显示出<10％的效率下降。

文献链接：

Two-dimensional Ruddlesden–Popper layered perovskite solar cells based on phase-pure thin films

Nat. Energy,2020, 10.1038/s41560-020-00721-5

10.林雪平大学高峰&南京工业大学黄维、王建浦Nat. Commun.:高效深红色发光器件的γ-CsPbI₃薄膜的中间相辅助低温形成

黑相CsPbI3对于光电器件很有吸引力，而黑相CsPbI3通常具有较高的形成能，并且需要高于300°C的退火温度。通过在前体中加入HI可以显着降低地层能量。但是，由于高的陷阱密度和低的光致发光量子效率，所得的薄膜不适合发光应用，并且对低温的形成机理还没有很好的了解。林雪平大学高峰&南京工业大学黄维、王建浦通过添加有机铵阳离子展示了一种在100°C时具有高光致发光量子效率的γ-CsPbI3薄膜沉积的通用方法，并且所得的发光二极管表现出10.4％的外部量子效率并且抑制了效率衰减。文章揭示了低温结晶过程是由于低维中间态的形成，然后是离子交换。这项工作为在CsPbI3器件应用中调节低温下的相变途径提供了基础。

文献链接：

Intermediate-phase-assisted low-temperature formation of γ-CsPbI3 films for high-efficiency deep-red light-emitting devices

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-18380-1

11.南京邮电大学黄维、解令海Nat. Commun.：中心对称分子堆积的立体选择性网格化和多网格化

具有明确定义的边缘和顶点的网格芳烃代表了用于框架和体系结构安装的通用纳米级构建基块，但在合成过程中存在立体选择性控制的困难。南京邮电大学黄维、解令海报道了具有新月形的超亲电性重氮二茂铁底物（AmBn）的非对映选择性网格化，该网格化为Drawing Hands网格（DHGs）。在A1B1型底物的网格化过程中，选择性达到75.6％的非对映异构体过量，在A2B2型单体的聚化过程中，介观选择性保持〜80％。这种立体控制源于两个电荷离域的超亲电体的中心对称分子堆积，它们具有协同的π-π堆积吸引力和库仑排斥力。由于中规立体结构的长度为20〜30 nm，因此刚性环/链交替的多重网格的Mark-Houwink指数为1.651，分子量（M）依赖于流体动力学半径Rh〜M1.13。通过链塌缩的模拟，内消旋聚杂芳烃仍采用棒状构象，有利于有机纳米聚合物的高刚性，这与rac型聚栅格的环型骨架不同。

文献链接：

Stereoselective gridization and polygridization with centrosymmetric molecular packing

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-15401-x

12.瑞典林雪平大学高峰、深圳大学张文静和南京工业大学黄维Nat. Electron.:使用钙钛矿二极管在两个相同设备之间进行双向光信号传输

将光信号的产生和接收集成到一个设备中在开发小型化和集成化的光电设备中具有重要的意义。然而，常规的可溶液处理的半导体具有固有的材料和设计限制，从而阻止它们用于制造具有高性能的器件。瑞典林雪平大学高峰、深圳大学张文静和南京工业大学黄维报道了一种高效的溶液处理钙钛矿二极管，该二极管能够在发射和检测模式下工作。该器件可以通过改变偏置方向在模式之间进行切换，并且它以超过21％的外部量子效率和亚皮瓦级的光检测极限显示出光发射。两种功能的操作速度都可以达到数十兆赫。得益于钙钛矿的小斯托克斯位移，这种二极管在其峰值发射（〜804 nm）处具有很高的比探测率，从而允许两个相同的二极管之间进行光信号交换。为了说明双功能二极管的潜力，作者证明了它可以用于创建单片脉冲传感器和双向光通信系统。

文献链接：

Bidirectional optical signal transmission between two identical devices using perovskite diodes

Nat. Electron.,2020, 10.1038/s41928-020-0382-3

13.郑州大学魏东辉&南京工业大学黄维、付振乾Nat. Commun.：有机催化不对称N-磺酰胺酰胺的C-N键活化，以获取轴向手性联芳基氨基酸

酰胺是最基本的官能团和必要的结构单元之一，广泛用于化学，生物化学和材料科学中。酰胺的合成和转化是有机化学领域持续关注的话题。然而，由于酰胺键的高稳定性，酰胺C-N键的直接催化不对称活化仍然是一个长期的挑战。郑州大学魏东辉&南京工业大学黄维、付振乾描述了在温和条件下N-磺酰基联芳基内酰胺的有机催化不对称酰胺C-N键裂解，开发了轴向和手性联芳基氨基酸的对映选择性构建的通用方法。高产率获得具有优异对映选择性的结构上多样化的轴向手性联芳基氨基酸。此外，通过目前的策略，从所得的轴向手性联芳基氨基酸可以有效地构建各种轴向手性不对称联芳基有机催化剂，并且在不对称反应中显示出竞争性结果。

文献链接：

Organocatalytic asymmetric N-sulfonyl amide C-N bond activation to access axially chiral biaryl amino acids

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-14799-8

14.南洋理工大学赵彦利&南京工业大学黄维、安众福Nat. Commun.:多组分共聚物的颜色可调超长有机室温磷光

显示可调发射和长寿命发光的功能材料最近已成为在信息加密、有机电子学和生物电子学中应用的强大工具。南洋理工大学赵彦利&南京工业大学黄维、安众福提出了一种设计策略，以通过自由基多组分交联共聚实现聚合物中的颜色可调超长有机室温磷光（UOP）。实验表明，通过将激发波长从254 nm更改为370 nm，这些聚合物显示出从蓝色到黄色的多色发光，寿命为1.2 s，在环境条件下的最大磷光量子产率为37.5％。此外，作者探索了这些聚合物在基于颜色可调UOP属性的多级信息加密中的应用。该策略为开发多色生物标签和在室温下具有长寿命发射的智能发光材料铺平了道路。

文献链接：

Color-tunable ultralong organic room temperature phosphorescence from a multicomponent copolymer

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-14792-1

15.南京邮电大学黄维、陈润锋Nat. Commun.：热活化三重态激子释放，实现高效三态有机余辉

由于有机余辉的内在自旋-禁止磷光发射性质，从无金属的有机分子形成高效余辉仍然是一个艰巨的挑战，只有很少的例子显示余辉效率超过10％。南京邮电大学黄维、陈润锋证明了通过热活化过程可以显着增强有机余辉，以将稳定三重态（T1 *）上的激子释放到最低三重态（T1）和单峰激发态（S1）以进行自旋排放。采用扭曲的供体-受体结构设计，具有小的单重态-三重态分裂能和较浅的激子俘获深度，热活化的有机余辉显示出高达45％的效率。这种余辉是室温下S1，T1和T1 *的辐射衰减引起的非常规三模发射。迄今为止，余辉效率最高，三模余辉代表了通过促进稳定的三重态激子的热活化释放来设计高效有机余辉材料的重要概念进展。

文献链接：

Thermally activated triplet exciton release for highly efficient tri-mode organic afterglow

Nat. Commun.,2020, 10.1038/s41467-020-14669-3

16.吉林大学张立军&南京工业大学黄维、陈永华Nat. Photon.:具有定制的层间分子相互作用的高效稳定的Ruddlesden-Popper钙钛矿太阳能电池

二维Ruddlesden-Popper相（2DRP）钙钛矿与三维（3D）相比具有更好的光稳定性和环境稳定性。但是，有关庞大的烷基铵盐与2DRP钙钛矿框架之间相互作用的基本问题仍然存在。吉林大学张立军&南京工业大学黄维、陈永华表明，新的大体积烷基铵盐2-（甲硫基）乙胺盐酸盐（MTEACl）存在硫与硫的相互作用。除了较弱的范德华相互作用外，两个MTEA分子中硫原子之间的相互作用还使(MTEA)₂(MA)₄Pb₅I₁₆（n=5）钙钛矿骨架具有增强的电荷传输和稳定性。结果是2DRP钙钛矿太阳能电池具有显着提高的效率和稳定性。电池的功率转换效率高达18.06％，耐湿性高达1512 h，热稳定性为375 h。

文献链接：

Efficient and stable Ruddlesden–Popper perovskite solar cell with tailored interlayer molecular interaction

Nat. Photon.,2020, 10.1038/s41566-019-0572-6

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