近日，吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室杨新一课题组利用压强处理工程调控非掺杂[Zn(Tdc)(py)]_n MOFs纳米晶的双荧光态，在环境条件下实现了材料高效白光发射。相关研究成果以“Regulating Planarized Intramolecular Charge Transfer for Efficient Single-Phase White-Light Emission in Undoped Metal–Organic Framework Nanocrystals”为题发表在《Nano Letters》上。

基于可设计的拓扑结构，MOFs材料能够将多个发射中心组合到单一框架上，在开发单相白光材料上具有独特的优势。目前通过封装多色客体分子或混合多种稀土离子制备白光MOFs的工艺已经比较成熟，但开发高质量的非掺杂白光MOFs仍然具有挑战性。压强作为调控晶体结构和电子结构的有效手段，已经被证实可以用于诱导材料产生优异的光学性质。在前期工作中，邹勃团队杨新一课题组利用压强处理工程调控多种MOFs结构，结合氢键协同效应在环境条件下实现了MOFs的单色发光增强（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210836；Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2300109）和截获PIE材料的高荧光态至常压（Adv. Mater. 2023, 35, 2211729）。最近，利用压强调控IRMOF-0的有机配体羰基聚集效应，截获不同程度的跨空间n-π*相互作用，实现了环境条件下的可控多色发光（Adv. Mater. 2024, 36, 2403281）。因此，基于前期的研究，课题组提出利用压强处理策略定向调整多发射MOFs的荧光组分，实现非掺杂MOFs的高效白光发射。

在本工作中，杨新一课题组选择具有局部激发态（LE）和平面化分子内电荷转移态（PLICT）双发射的[Zn(Tdc)(py)]_nMOF纳米晶作为研究对象。由于初始扭曲的电子供体-受体结构，该MOF材料的PLICT发射较弱，呈现出弱蓝色荧光。高压下PLICT态的荧光显著增强，材料转变为白光发射。压强完全释放后，截获5倍增强的明亮白色荧光，色标和色温分别为（0.31, 0.37）和6560 K。原位高压同步辐射X射线衍射和红外吸收光谱研究表明，压强处理后增强的S···O硫族元素键锁住了电子供体-受体间减小的二面角，促使PLICT态荧光显著增强，结合LE态荧光实现高效白色发射。进一步，密度泛函理论计算表明，压强处理后的平面结构导致初始的从噻吩羧基向吡啶的电荷转移通道关闭，减少了吡啶自由转动引起的非辐射损耗，诱导荧光增强。基于压强处理后的样品，制备了pc-LEDs器件，展现出良好的白光性能和稳定性，该工作为设计和制备高性能的非掺杂白光MOFs提供了全新的思路。

吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室博士研究生杨云峰为本文的第一作者，本文通讯作者为吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室杨新一教授。该工作得到了邹勃教授的悉心指导，国家自然基金面上项目和国家重大科学设施综合极端条件用户设施成果转化平台建设的资助，同时也得到了上海光源同步辐射BL15U1线站和综合极端条件实验装置B1线站的大力支持。

论文全文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c02174