Fluolab【JACS】分子旋转对光致发光的影响
简介
本文研究了一种具有大各向异性的双组分光学波导（OWG）共晶体，采用了氟化受体分子（CPP-TFPN，1号），其平面内旋转动力学通过固态NMR（19F T1）和理论计算得到证实。通过空间分辨显微光致发光和变温光致发光实验，考察了单晶和大块微晶样品的OWG性能和光物理性质。
摘要
本文介绍了一种新的双组分光学波导（OWG）共晶体，采用了氟化受体分子CPP-TFPN（1号），其平面内旋转动力学得到了固态NMR（19F T1）和理论计算的验证。通过显微光致发光和变温光致发光实验，比较了1号和一种类似的具有区域异构受体的共晶体（CPP-TFTN，2号），发现1号的光致发光特性与受体的旋转运动有关，揭示了分子运动如何改变这一特性。
研究结果与讨论
结构分析与晶体形态
两种共晶体（CPP-TFPN和CPP-TFTN）的结构表征显示，1号在不同温度下（100K，200K和300K）具有1:1的电子供体（D）和受体（A）化学计量比。
光学波导性能的表征
通过显微光致发光实验测得1号和2号在长轴和短轴方向的光学损耗系数（α），结果显示1号在长轴方向的光学损耗系数显著低于2号，表明1号具有更好的各向异性波导能力。
变温光致发光实验
变温光致发光实验结果表明，1号在低温下光致发光强度显著增加，而2号在低温下产生了新的光致发光峰值，表明分子旋转对光致发光特性有显著影响。
电荷转移现象的表征
通过扩散反射吸收光谱、密度泛函理论（DFT）计算和固态NMR实验，揭示了1号和2号在不同温度下的电荷转移效应和分子运动特性。
结论
本文详细分析了两种新的电荷转移（CT）共晶体的光学波导性能，其中1号由于转动偶极矩方向和晶体结构的特点，表现出高达4倍于2号的各向异性。此外，1号在123K时光致发光强度显著增加，表明低温下其TFPN组分的平面内旋转运动减少。这些发现为具有优异OWG和热驱动光致发光特性的共晶体的开发提供了理论支持。
参考文献
Navarro-Huerta, A.; Matsuo, T.; Mikherdov, A. S.; Blahut, J.; Bartůňková, E.; Jiang, P.; Dračínský, M.; Teat, S.; Jin, M.; Hayashi, S.; Rodríguez-Molina, B. Optical Waveguiding Charge-Transfer Cocrystals: Examining the Impact of Molecular Rotations on Their Photoluminescence. J. Am. Chem. Soc. 2025, jacs.4c15957. https://doi.org/10.1021/jacs.4c15957.