硼原子位点特异性嵌入对多环芳烃光电子性质的精准调控机制研究

这篇研究通过设计两种硼嵌入位点异构的多环芳烃（PAHs）——NAPB和BBCZ，揭示了硼原子精确位置对材料光物理行为的决定性影响。NAPB表现出502 nm蓝绿色荧光发射（FWHM=31 nm），而BBCZ通过局域激发单重态实现热激活延迟荧光（TADF），发射485 nm天蓝色光（FWHM=23 nm）。OLED器件中BBCZ的外量子效率（EQE）高达26.3%，显著优于NAPB（5.8%），为窄带高效发光体的设计提供了位点工程新范式。

　　

Highlight
硼嵌入多环芳烃（B-PAHs）为光电应用提供了精准调控石墨烯片段的新途径，但硼原子在骨架中的精确位置效应尚未充分探索。本研究报道了两种仅硼嵌入位点不同的异构体——NAPB和BBCZ。

合成与表征
NAPB通过芳环亲核取代（S_NAr）和铃木-宫浦硼化反应分步构建，而BBCZ通过单步铃木偶联获得。X射线衍射显示NAPB的硼原子与萘环融合形成扭曲结构，而BBCZ保持平面构型。DFT计算证实NAPB的HOMO-LUMO轨道空间分离促进电荷转移（CT）态，而BBCZ的局域激发（LE）特性源于硼的外围定位。

光物理性质
稳态光谱显示NAPB在502 nm处呈现31 nm宽度的蓝绿色发射（Φ_PL=72%），瞬态荧光显示单指数衰减（τ=41 ns）。BBCZ则在485 nm处产生超窄带天蓝色发射（FWHM=23 nm，Φ_PL=98%），其微秒级延迟组分和温度依赖性证实了TADF特性。

电致发光性能
NAPB基OLED器件最大EQE为5.8%，而BBCZ器件通过三重态捕获机制实现26.3%的EQE。BBCZ的CIE坐标（0.16,0.22）满足BT.2020蓝光标准，且效率滚降仅为12%@1000 cd/m²。

Conclusion
硼原子位点选择可精准调控PAHs的激发态性质：萘环融合位点（NAPB）诱导CT态发射，而外围嵌入（BBCZ）保留LE特性实现高效TADF。这项工作为开发窄带高效发光材料提供了明确的位点工程策略。