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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)

2. HLCT态激子在磁场下的光物理行为 (J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 9945-9952)

Graphical abstract: Accumulating bright excitons on the hybridized local and charge transfer excited state for organic semiconductor lasers

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)