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一、光电器件的磁场效应

通过磁致电阻 (magneto-resistance)、磁致发光 (magneto-photoluminescence, magneto-electroluminescence)、磁致光电导(magneto-photoconductivity) 等手段来研究涉及自旋转换的激发态过程,例如热致延迟荧光 (TADF),单线态裂分 (singlet fission),三线态湮灭上转换 (TTA upconversion)。以满足激发态过程角动量守恒为出发点,瞄准单线态-三线态等自旋构型转换途径,进一步设计材料体系优化器件整体性能。

1. 自旋敏化提高电注入下三线态激子的利用 (J. Phys. Chem. Lett.2022, 13, 2516-2522)

二、磁场调控激发态反应

在激发态化学反应中,基于自由基对 (Radical pair) 等具有自旋性质的反应中间态 (intermediate) 以及电子转移 (electron transfer) 等自旋依赖过程,利用外磁场对反应的速率 (rate)、路径 (pathway) 及最终产物 (product) 进行调控。探究自旋激发态过程的化学反应机制,设计磁调控自旋催化等反应新体系,提升激发态反应的能量效率与选择性。

1. 磁场调节蒽醌 (AQ) 分子光化学反应途径 (iScience, 2021, 24, 102458)

2. 磁场增强细胞内活性氧(ROS)生成用于光动力治疗 (J. Phys. Chem. B 2022, 126, 1895−1903)

三、磁控组装与磁控运动

利用强度、空间分布可编程的外磁场将可控的驱动力引入到多尺度组装中,创造复杂的静态结构和磁控的动态结构,操纵微/纳米物质的运动过程以及磁学性质。进一步设计具有特定结构的新型光电功能材料,实现微/纳米物质运动过程的时间/空间调控、开发新颖的光电子器件。

1. 有机微球的磁控组装用于调制光学共振模式 (Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2103945)

2. 磁畴控制的可编程有机微晶阵列用于光学防伪 (Adv. Mater. 2022, 34, 2108279)