ABSTRAK
Dalam beberapa tahun terakhir, eksplorasi jalur emisi dari keadaan tereksitasi tinggi dalam luminogen organik telah mendapat perhatian luas karena emisi aturan anti-Kasha dengan potensi peningkatan pemanfaatan eksiton. Namun, sangat sulit untuk memprediksi efek anti-Kasha dan memperkirakan mekanisme luminesensi keadaan tereksitasi berenergi tinggi. Di sini kami menyajikan desain rasional berdasarkan interaksi nonkovalen intermolekul untuk mencapai tujuan mengubah sifat optoelektronik molekuler dan mengatur distribusi keadaan tereksitasi berenergi tinggi. Emitor, p -Py-SO 2 -DMAC, dengan penumpukan dimer π–π dirancang dan disintesis, yang tidak hanya menunjukkan lima morfologi agregasi secara luar biasa dan menyajikan emisi anti-aturan Kasha yang diinduksi agregasi yang jarang terjadi, fosforesensi suhu ruangan (RTP), dan perilaku mekanoluminesensi (ML) secara bersamaan, tetapi juga memiliki fitur fluoresensi tertunda yang diaktifkan secara termal (TADF) dan emisi yang diinduksi agregasi (AIE). Beberapa mekanisme luminesensi telah diverifikasi secara ilmiah melalui penyelidikan eksperimental dan teoritis.
1 Pendahuluan
Luminofor organik telah menerima perhatian luas dalam beberapa tahun terakhir karena responsivitasnya yang serbaguna dan aplikasi optoelektronik yang menjanjikan, terutama di bidang anti-pemalsuan [ 1 , 2 ], penginderaan stres [ 3 ], pencitraan biologis [ 4 , 5 ], sensor [ 6 , 7 ] dan dioda pemancar cahaya organik (OLED) [ 8 – 13 ]. Menurut aturan Kasha, fotoemisi luminofor organik biasanya berasal dari keadaan tereksitasi terendah, terlepas dari energi eksitasi [ 14 – 16 ]. Validitas aturan ini telah dibuktikan dalam berbagai percobaan spektroskopi fluoresensi pada sistem luminofor yang berbeda. Namun beberapa kasus (misalnya, azulena, pirena, tioketon aromatik, dan karbonil aromatik) telah dilaporkan menghasilkan emisi panjang gelombang pendek karakteristik dari keadaan tereksitasi yang lebih tinggi, karena laju radiasi ultracepatnya dapat bersaing dengan laju konversi internal ke keadaan tereksitasi terendah [ 15 , 17 – 21 ]. Perilaku abnormal ini secara umum disebut sebagai emisi aturan anti-Kasha, yang idealnya dapat meningkatkan penggunaan eksiton dengan menghindari konsumsi energi tambahan dari konversi internal dan proses relaksasi eksiton lainnya, dan oleh karena itu memiliki signifikansi teoritis dan eksperimental yang besar.
Namun, sejauh ini, sangat sulit untuk memprediksi efek anti-Kasha berdasarkan hasil yang sebenarnya tersedia, apalagi memperkirakan mekanisme luminescent internal dari keadaan tereksitasi berenergi tinggi. Dengan demikian, telah menjadi kebutuhan mendesak untuk mengembangkan strategi desain molekuler untuk menyesuaikan emisi berbagai keadaan tereksitasi berenergi tinggi, terutama dari perspektif konstruksi bahan fungsional fotolistrik organik praktis. Penting untuk dicatat bahwa interaksi nonkovalen intermolekul telah membangkitkan minat besar dalam bidang ilmu material, karena mereka umumnya dapat mengubah sifat optoelektronik molekuler dan mengatur distribusi keadaan tereksitasi berenergi tinggi [ 22 – 25 ]. Terinspirasi oleh fakta-fakta ini, kami di sini mencoba untuk secara tepat memperkenalkan interaksi π–π nonkovalen ke dalam sistem kopling elektronik yang kuat untuk membuat emitor yang responsif terhadap keadaan agregat, di mana transisi eksiton dapat diatur untuk mengharapkan emisi keadaan tereksitasi berenergi tinggi.
Karena pola transisi eksiton diversiform cenderung terjadi di atmosfer bertumpuk-π, mempelajari keadaan agregasi luminofor organik karenanya sangat penting untuk lebih memahami hubungan antara pengepakan keadaan padat dan struktur-properti, dan bahkan dapat memberikan perspektif baru untuk wawasan tentang mekanisme transisi eksiton [ 26 – 28 ]. Lebih penting lagi, di satu sisi, meskipun beberapa prototipe anti-Kasha telah diungkapkan, penelitian terutama difokuskan pada tingkat molekuler, dan hampir tidak ada penyelidikan tentang hubungan antara properti dan morfologi agregasi. Di sisi lain, sebagian besar bahan luminescent menunjukkan pergeseran merah bertahap dan emisi pemadaman dengan peningkatan derajat agregasi karena pembentukan emitor energi rendah (misalnya, eksimer) dan keadaan “gelap” nonradiatif [ 29 ], namun, emisi anti-Kasha yang bergeser biru yang disebabkan oleh agregasi belum dilaporkan dalam bahan organik bertumpuk-π.
Di sini, strategi desain diusulkan dengan mempertimbangkan struktur molekul, konformasi, dan morfologi pengemasan. Molekul kecil organik asimetris, yaitu p -Py-SO 2 -DMAC, dirancang dan disintesis (Gambar 1 dan Skema S1 ), mengadopsi 9,9-dimetil-9,10-dihidroakridina (DMAC) yang terkenal sebagai unit donor, difenil sulfon sebagai pusat akseptor, dan piridina sebagai unit akseptor tambahan. DMAC adalah senyawa heterosiklik dengan nitrogen kaya elektron, yang memfasilitasi transisi n–π* dan memungkinkan komunikasi yang baik antara keadaan singlet dan triplet yang tereksitasi [ 30 – 32 ]. Sulfon, modul akseptor kaya elektron klasik, terkait erat dengan emisi keadaan tereksitasi berenergi tinggi. Transpor muatan intramolekul dan interaksi penumpukan intermolekul diatur dengan memperkenalkan unit piridina aromatik. Hubungan asimetris difenil sulfon dirancang untuk membentuk kemungkinan konformasi dimer. Unit piridina pada dasarnya berada pada bidang yang sama dengan difenil sulfon, sementara DMAC berorientasi di sepanjang sisi lain bidang difenil sulfon dalam konformasi molekuler, yang mendukung konformasi dimer p -Py-SO 2 -DMAC dengan penumpukan π–π antiparalel baik dalam atmosfer rekristalisasi maupun sublimasi (Gambar 1 ). Kristal yang diperoleh dalam kondisi yang berbeda mencerminkan dua keadaan penumpukan yang berbeda.
GAMBAR 1
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Desain molekuler untuk pembentukan dimer p -Py-SO 2 -DMAC. Informasi konformasi molekuler dan pengemasan kristal diperoleh melalui eksperimen XRD kristal tunggal untuk rekristalisasi dan sublimasi.
2 Hasil dan Pembahasan
2.1 Struktur Kristal dan Distribusi Orbital Molekul Frontier
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2a , kristal rekristalisasi ( CCDC: 2086843 ) dan kristal sublimasi ( CCDC: 2086844 , Tabel S1 ) dari senyawa target keduanya menunjukkan sudut torsi besar (62° untuk yang pertama, 64° untuk yang terakhir) antara bagian donor dan akseptor dalam sistem molekul sederhana tersebut, yang kondusif untuk pemisahan orbital molekul frontier (FMO). FMO dan tingkat energi keadaan tereksitasi dapat diprediksi dengan kalkulasi teoritis. Seperti yang disajikan pada Gambar 2b , orbital molekul terisi tertinggi (HOMO) terutama terletak pada bagian DMAC kaya elektron dan cincin fenil yang berdekatan, sedangkan orbital molekul kosong terendah (LUMO) dibatasi pada dua unit akseptor dan jembatan benzena lainnya. Pemisahan FMO yang baik menguntungkan untuk memperoleh celah energi singlet-triplet kecil (Δ E ST ) untuk mengaktifkan emisi fluoresensi tertunda yang diaktifkan secara termal (TADF), yang ditentukan oleh integrasi pertukaran fungsi gelombang FMO [ 33 – 37 ]. Selain itu, tingkat HOMO eksperimennya diselidiki dari potensi oksidasi uji voltamogram siklik (Gambar S1 ), dan tingkat LUMO disimpulkan dari HOMO dan celah pita optik. Stabilitas termal yang baik dari p -Py-SO 2 -DMAC ditunjukkan oleh suhu dekomposisi yang tinggi ( T d , yang sesuai dengan kehilangan berat 5%) sebesar 345 °C dan suhu transisi gelas ( T g ) sebesar 134 °C (Gambar S2 ). Data yang relevan ditunjukkan pada Tabel S2 .
GAMBAR 2
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
(a) Struktur kristal tunggal dari molekul target diperoleh melalui rekristalisasi dan sublimasi. (b) Struktur molekul, distribusi HOMO dan LUMO, dan tingkat energi singlet (S 1 ) dan triplet (T 1 ) yang dihitung untuk p -Py-SO 2 -DMAC berdasarkan TD-DFT pada tingkat B3LYP-D3(BJ)/def2-SVP dalam atmosfer toluena implisit.
2.2 Sifat Fotofisika
Spektrum serapan UV/Vis dan fotoluminesensi (PL) dalam toluena dan dalam film tak terdoping digambarkan dalam Gambar S3 . p -Py-SO 2 -DMAC dalam dua keadaan menunjukkan puncak serapan kuat serupa pada sekitar 280 nm, yang dapat dikaitkan dengan transisi π–π* dari DMAC, dan pita serapan lemah yang berpusat pada 330–410 nm, yang termasuk dalam serapan transfer muatan (CT) dari DMAC ke akseptor elektron. Puncak emisi fluoresensi adalah 466 nm dalam toluena, dan bagaimanapun, perlu dicatat bahwa p -Py-SO 2 -DMAC dalam film murni pada suhu ruangan menunjukkan dua puncak emisi 390 dan 476 nm. Berdasarkan puncak emisi fosforesensinya sebesar 500 nm, emisi pada 476 nm bukan berasal dari fosforesensi eksiton triplet, sehingga dapat disimpulkan konsisten dengan puncak fluoresensi 466 nm dalam toluena, dan pergeseran merah 10 nm disebabkan oleh efek agregasi molekuler.
Sebagai langkah untuk mengonfirmasi proses transisi eksiton p -Py-SO 2 -DMAC, kami secara langsung melakukan pengukuran spektrum fluoresensi dan fosforesensi dari keadaan agregasinya pada suhu kamar. Yang sangat mengesankan, emitor menunjukkan sifat polimorfisme, yang menyediakan perspektif baru untuk menyelidiki hubungan antara morfologi agregasi dan sifat luminescent. Kelima varian ini (Gambar 3 ) berasal dari: bubuk kuning-hijau yang diperoleh dengan kromatografi kolom ganda langsung, bubuk abu-abu muda yang diperoleh dengan merebus bubuk kuning-hijau dan pelarut campuran ( rasio volume n -heksana/diklorometana 40:1), kristal abu-abu yang diperoleh dengan rekristalisasi bubuk abu-abu muda dalam pelarut n -heksana dan diklorometana (mempertahankan rasio volume yang sama seperti yang disebutkan sebelumnya), bubuk hijau pucat dan kristal hijau pucat yang diperoleh dengan sublimasi bubuk abu-abu muda, masing-masing.
GAMBAR 3
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
(a–e) Spektrum fluoresensi yang dinormalisasi dan (f) spektrum fosforesensi dari lima varian senyawa target pada suhu ruangan (sisipan: gambar yang diambil sebelum dan setelah mematikan lampu UV 365 nm).
Secara khusus, perilaku fotoluminesensi mereka terkait dan berbeda (Gambar 3 dan Tabel 1 ): bubuk kuning-hijau hanya menunjukkan emisi fluoresensi pada 486 nm tanpa fosforesensi suhu kamar (RTP); sementara keempat varian lainnya semuanya menampilkan puncak emisi ganda pada sekitar 390 dan 480 nm, dan pada saat yang sama, spektrum RTP mereka dengan nilai puncak dalam kisaran 514–530 nm diamati dengan jelas. Oleh karena itu, dapat dipastikan bahwa puncak emisi sekitar 480 nm berasal dari transisi radiasi eksiton keadaan singlet tereksitasi terendah (S 1 ), daripada eksiton keadaan triplet tereksitasi terendah (T 1 ), yang cocok dengan perilaku emisi dalam kasus toluena dan film. Di antara mereka, perbedaan antara pergeseran spektral sedikit dan intensitas cahaya harus dikontrol oleh morfologi agregasi mereka. Misalnya, spektrum RTP dari empat varian juga menunjukkan pergeseran biru dengan peningkatan derajat agregasi intermolekul, mirip dengan efek solvasi. Ini menunjukkan bahwa fosforesensi emitor berasal dari keadaan CT, bukan dari keadaan triplet lokal.
TABEL 1. Data spektrum fotofisika dari lima morfologi agregat untuk p -Py-SO 2 -DMAC
Spektrum fluoresensi pada suhu ruangan.
b Spektrum fosforesensi pada suhu kamar.
2.3 Mekanisme Luminescent
Lalu, apa mekanisme emisi dengan puncak sekitar 390 nm dalam keempat keadaan agregasi tersebut? Untuk memahami perilaku fotofisika mereka, spektrum fluoresensi dalam toluena dari semua varian dideteksi. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar S4 , kelima varian menampilkan kurva spektral profil yang sama dengan hanya puncak emisi 466 nm, tanpa emisi ganda, yang menunjukkan bahwa puncak emisi 390 nm terkait erat dengan morfologi agregasi mereka. Spektrum fluoresensi mereka dalam keadaan agregasi ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4. Profil emisi pada 390 nm dari keempat varian tidak merespons emisi unit donor atau berasal dari bagian akseptor. Dengan kata lain, puncak emisi fluoresensi pada 390 nm dalam keadaan agregasi tidak berasal dari keadaan tereksitasi lokal dari unit donor atau akseptor, dan lebih jauh lagi, juga dapat disimpulkan lebih lanjut bahwa puncak emisi ekstra 390 nm tidak sesuai dengan eksimer, karena jika demikian, puncak fluoresensi sekitar 480 nm dalam keadaan agregasi harus berupa pergeseran batokromik daripada pergeseran biru. Ini adalah fenomena abnormal dan langka dari emisi pergeseran biru yang disebabkan oleh agregasi dengan morfologi π-tumpuk di bidang luminesensi organik. Dengan demikian, pada dasarnya kita dapat berspekulasi bahwa puncak emisi sekitar 390 nm dalam empat keadaan agregasi harus dihasilkan oleh transisi radiasi dari keadaan singlet tereksitasi sekunder (S 2 ) atau keadaan singlet tereksitasi lebih tinggi (S 3 –S n ), yang merupakan kasus emisi anti-aturan Kasha.
Untuk memverifikasi inferensi kami, kami sekali lagi melakukan kalkulasi teoritis mendalam pada molekul terisolasi dan morfologi dimer (diekstraksi dari struktur kristal tunggal yang direkristalisasi). Pertama, energi eksitasi vertikal singlet dan triplet, dan kontribusi transisi orbital molekul (MO) yang sesuai dihitung berdasarkan geometri S 0 (Gambar 5 dan Tabel S3 ). Transisi S 0 – S 1 , S 0 – S 3 , dan S 0 – T 1 untuk monomer dan dimer p -Py-SO 2 -DMAC adalah transisi π–π*, dan transisi S 0 – S 1 menyajikan karakter CT, yang merupakan transfer elektron khas dari unit donor ke unit akseptor, yang menggemakan spektrum serapan UV/Vis dalam toluena dan film. Untuk konformasi dimer, kami mencoba mengoptimalkan geometri keadaan S 2 mulai dari struktur Frank−Condon dan bagaimanapun, geometri selalu konvergen ke minimum lokal S 1 . Selain itu, karena energi eksitasi vertikal singlet dari transisi S0 – S2 ( 3,44 eV) untuk dimer sangat dekat dengan energi eksitasi vertikal singlet dari transisi S0 – S1 ( 3,42 eV), kami berspekulasi bahwa ada titik persilangan antara permukaan energi potensial S1 dan S2 . Oleh karena itu, S1 dan S2 dapat dilihat sebagai orbital kuasi-degenerasi.
GAMBAR 4
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Spektrum fluoresensi yang dinormalisasi dari (a) kelompok donor/akseptor dan (b–f) lima varian.
GAMBAR 5
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Kontribusi orbital perbatasan penting dari p -Py-SO 2 -DMAC yang terisolasi, dimer yang sesuai, dan transisi energinya untuk keadaan S 0 hingga S 1 / S 3 diperkirakan dengan perhitungan TD-DFT pada tingkat B3LYP-D3(BJ)/def2-SVP.
Tingkat energi keadaan tereksitasi terendah yang penting dari S n dan T 1 adalah sebagai berikut: S 1 (2,58 eV), S 2 (3,57 eV), dan T 1 (2,17 eV) untuk molekul yang diisolasi; S 1 (2,63 eV), S 3 (3,17 eV), dan T 1 (2,19 eV) untuk dimer (Gambar 6 dan Tabel S4 ). Ketika membandingkan molekul yang diisolasi dengan dimer, ditemukan celah energi yang menurun antara keadaan S 1 dan S 2 / S 3 : dari 0,99 eV dari Δ(S 1 –S 2 ) menjadi 0,54 eV dari Δ(S 1 –S 3 ). Susunan keadaan tereksitasi singlet terkonsentrasi dalam dimer bermanfaat untuk meningkatkan emisi multisaluran. Menurut hasil perhitungan di atas, puncak emisi 390 nm dalam keadaan agregasi dapat dikaitkan dengan transisi radiasi dari S 3 berdasarkan dua poin berikut: pertama, kecocokan sempurna antara nilai teoritis (391 nm) dan nilai-nilai eksperimental ini (395, 395, 387, dan 391 nm); kedua, S 3 memiliki kekuatan osilator yang relatif tinggi ( f ) sebesar 0,109, jauh lebih tinggi daripada f (0,014) dari S 1 , yang menjelaskan konfigurasi spektrum emisi kristal abu-abu, yaitu intensitas puncak emisi 395 nm lebih tinggi daripada 471 nm. Mengabaikan perbedaan halus dalam konfigurasi spektrum emisi, keempat varian yang sangat agregat semuanya mencerminkan fenomena anti-Kasha. Dengan demikian, mekanisme luminesensi dari empat varian dengan agregat yang sangat dapat dibandingkan dengan dimer, sedangkan bubuk kuning-hijau mirip dengan molekul yang diisolasi. Δ E ST teoritisnya yang kecil sekitar 0,40 eV memprediksi kinerja TADF terlepas
GAMBAR 6
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Mekanisme yang diusulkan untuk (a) dimer dan (b) molekul terisolasi p -Py-SO 2 -DMAC.
Perilaku emisi transien mereka dalam toluena 10 −4 M, film murni, dan keadaan agregasi masing-masing dideteksi. Rincian lengkap komponen peluruhan untuk semua morfologi disediakan dalam Gambar S5 . Untuk menghilangkan interferensi fluoresensi tertunda (τ DF < 400 ns), kami selanjutnya memantau waktu hidup fosforesensi dari empat varian dengan fitur RTP yang tampak pada suhu ruangan dengan memilih pemindaian waktu hidup fosforesensi dan mengatur mode respons minimum 4 ms. Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar S6 dan S7 , waktu hidup RTP mereka dalam kondisi atmosfer adalah 1,4 ms untuk bubuk abu-abu muda, 1,8 ms untuk kristal abu-abu, 1,1 ms untuk bubuk hijau pucat, dan selama 158 ms untuk kristal hijau pucat, masing-masing, bergantung pada morfologi agregasi mereka. Lebih jauh, emisi makroskopis diamati dengan mengikis bubuk abu-abu muda pada suhu ruangan, menunjukkan sifat mekanoluminesensi (ML) khusus [ 38 – 42 ]. Perlu disebutkan bahwa goresan bubuk abu-abu muda setelah dikikis menunjukkan penampilan yang sama dengan bubuk kuning-hijau, jadi tidak mengherankan bahwa keempat varian lainnya semuanya memiliki sifat ML kecuali bubuk kuning-hijau (Gambar S8 ).
Mengingat sifat RTP dan ML di atas, kami mengambil dua kristal yang diperoleh sebagai contoh untuk mempelajari mode penumpukannya secara sistematis. Seperti yang digambarkan dalam Gambar S9a–d dan Tabel S5 , ada beberapa interaksi antarmolekul dalam kristal tunggal yang direkristalisasi dan disublimasikan, yang dapat mengunci dan memperkeras konformasi molekulernya, yang sebagian besar mengurangi jalur nonradiatif [ 43-45 ] . Namun, untuk kristal yang disublimasikan, kontak antarmolekul jelas dipersingkat dan jumlahnya ditingkatkan, yang menunjukkan mode pengepakan molekuler yang relatif kompak. Yang lebih penting, kedua jenis kristal memiliki susunan teratur yang diamati dari berbagai arah (Gambar S9e–l ), yang seharusnya menjadi alasan utama untuk tindakan ML mereka.
Hasil kuantum fotoluminesensi (PLQY) bubuk hijau-kuning, bubuk abu-abu muda, kristal abu-abu, bubuk hijau pucat, dan kristal hijau pucat di bawah atmosfer oksigen masing-masing adalah 13%, 18%, 13%, 41%, dan 48%, yang menunjukkan kecenderungan peningkatan emisi yang disebabkan oleh morfologi agregasi. Nilai referensi konstanta laju terkait dirangkum dalam Tabel 2 , dan konstanta laju peluruhan radiatif yang lebih tinggi ( k r S ) dari bubuk hijau pucat dan kristal hijau pucat setelah sublimasi menjelaskan PLQY mereka yang lebih tinggi. Konstanta laju persilangan antarsistem terbalik (RISC) dari kelima morfologi agregasi melebihi 10 6 s⁻¹, dengan bubuk hijau-kuning dan abu-abu muda mencapai nilai setinggi 10 7 s⁻¹, yang menyoroti kinerja TADF mereka yang luar biasa. Perilaku emisi yang diinduksi agregasi (AIE) dari p -Py-SO 2 -DMAC diselidiki dalam rasio THF/air yang berbeda dengan fraksi air dari 0 hingga 99% (Gambar S10 ), intensitas PL meningkat dengan cepat saat rasio air mencapai 90%, menunjukkan AIE aktif yang menonjol [ 46 ].
TABEL 2. Waktu hidup, efisiensi kuantum, dan konstanta laju lima morfologi agregasi.
a Hasil kuantum fluoresensi dari transisi S3 → S0 ( F3), transisi S1 → S0 ( F1), fluoresensi tertunda (DF), dan hasil kuantum fosforesensi suhu ruangan (Ph), masing-masing.
b Konstanta laju untuk fluoresensi cepat (F3, F1) dan fluoresensi tertunda, masing-masing.
c k r S mewakili konstanta laju peluruhan radiatif daritransisi S n ke S 0 ( n = 1 atau 3).
d k r Ph melambangkan konstanta laju peluruhan radiatif daritransisi T 1 ke S 0 .
e Konstanta laju untuk penyeberangan antarsistem (ISC) dan penyeberangan antarsistem terbalik (RISC) antara keadaan S 1 dan T 1 , masing-masing.
Yang menarik, yang menarik adalah bahwa dengan menggabungkan fenomena eksperimental yang ada dan hasil perhitungan teoritis, dapat disimpulkan bahwa sifat luminesensi multifungsi p -Py-SO 2 -DMAC terkait erat dengan keadaan agregasi, dan lima morfologi agregasi dapat diubah menjadi satu sama lain dengan cara seperti pemanasan, rekristalisasi, sublimasi, kromatografi kolom atau penggilingan. Diagram peralihan timbal baliknya ditunjukkan pada Gambar 7. Sejauh yang kami ketahui, ini adalah contoh pertama luminesensi ganda yang murni organik dan dapat didaur ulang dalam keadaan agregasi, yang menyediakan jalan baru untuk desain molekuler yang sangat baik dan pemahaman mendalam tentang mekanisme internal.
GAMBAR 7
Buka di penampil gambar
Presentasi PowerPoint
Diagram peralihan timbal balik bahan multifungsi ( p -Py-SO 2 -DMAC).
3 Kesimpulan
Dalam karya ini, emitor multifungsi, p -Py-SO2-DMAC, dirancang dan disintesis berdasarkan interaksi nonkovalen intermolekuler. Yang mengesankan, emitor tersebut tidak hanya memiliki sifat RTP, ML, TADF, dan AIE secara bersamaan, tetapi juga menunjukkan lima morfologi agregasi, dan perilaku fotolistriknya jelas berbeda. Fenomena yang sangat langka dan abnormal untuk emisi aturan anti-Kasha yang diinduksi agregasi dari p -Py-SO2-DMAC ditemukan dalam morfologi π-stacked. Beberapa mekanisme luminescent telah diverifikasi secara ilmiah melalui investigasi eksperimental dan teoritis. Sejauh pengetahuan kami, ini adalah molekul organik multifungsi pertama yang dilaporkan berdasarkan emisi aturan anti-Kasha yang diinduksi oleh morfologi agregasi. Karya ini mengungkap secara mendalam hubungan antara keadaan agregasi dan sifat fotofisika, yang akan memudahkan penerapan bahan luminescent multifungsi dalam keadaan agregasi, dan sekaligus menyediakan model ideal untuk memahami emisi keadaan sangat tereksitasi dalam fotofisika fundamental.
