近日,中国科学院长春应用化学研究所刘俊研究员团队报道了一系列基于双硼氮桥联联吡啶(BNBP)单元的单分散齐聚物,实现了能级的独立调控。随着重复单元数量的增加,这些齐聚物的ELUMO逐渐降低,EHOMO几乎不变,且ES1逐渐降低,ET1几乎不变。这些齐聚物能够实现能级独立可调的原因在于BNBP单元的原子层面上的HOMO/LUMO轨道分离。

作者通过自然跃迁轨道(NTO)分析揭示了BNBP齐聚物ES1/ET1不同变化的原因。单线态NTO分析:1BNBP的S1态主要表现出局域激发(LE)跃迁。2−5BNBP的S1态表现出LE和电荷转移(CT)跃迁的杂化,且随着重复单元的增加,CT跃迁的比例逐渐增加。三线态NTO分析:1−5BNBP的T1态都表现出来自于单个BNBP单元的LE跃迁。因此,随着重复单元的增加,这些齐聚物的ES1逐渐降低,ET1保持不变,对应三线态-单线态能隙(ΔEST)逐渐降低。
在这些齐聚物中,5BNBP展示出小的ΔEST(0.19 eV)和低的HOMO/LUMO能级(–5.72 eV/–3.69 eV)。将5BNBP作为电子受体应用于有机光电探测器,实现了低的暗电流和高的灵敏度。

Xiaoyu Zhu, Yingze Zhang, Dr. Junhui Miao, Prof. Jun Liu, Prof. Lixiang Wang
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202411023