自从有机发光二极管（OLEDs）在二十世纪八十年代发现以来，其经历了从实验室的研究兴趣到全球工业化生产的过程。OLED的效率主要由束缚电子-空穴对（激子）的自旋决定，激子的产生源于注入电子和空穴的重新结合。单重态与黑暗三重态之比由当电子和空穴流比率为1比3时的随机自旋极化造成，这使得荧光OLEDs的内量子效率（IQE）被限制在25%以内。能量的交换（单重态-三重态能隙）通常是较大的，为正值，大约为0.5 eV。因此，三重态通常无法承受对于发射单重态的系间窜越（ISC）。磷光OLEDs已经利用重原子效应应用在铂或铱的化合物中补偿三重态发射，并且基于热促进三重态到单重态系统上转换的热活性延迟荧光（TADF）OLEDs具有较低的转换能量和更高的效率。 

　　近日，来自剑桥大学的Dan Credgington、东安格利亚大学的Manfred Bochmann和东芬兰大学的Mikko Linnolahti（共同通讯作者）等人以“High-performance light-emitting diodes based on carbene-metal-amides”为题在Science上发表文章（Science, 2017, 356, 6334, 159-163, DOI:10.1126/science.aah4345），研究了基于碳烯-金属-酰胺（CMAs）的高效发光二极管。

　　CMA的化学结构、吸收/发射光谱及OLEDs的性能，图来源：Science 

　　文章中介绍了一种新型的线性供体-桥-受体发光分子，并可以基于液相法制作在高亮度下内量子效率接近100%的LEDs，其性能的关键在于对于三重态的快速和有效利用。结合时间分辨光谱法得知，发光过程是在到单重态反转系间窜越后，通过在室温下350 ns内发生的三重态产生的。他们发现分子几何形态中存在的单重态-三重态能隙接近于零，这使得快速互换成为可能。计算结果表明交换能量可以由关于桥的供体和受体部分的相对转动所调控。不同于其他低交换能量系统，其本身的振子强度是由单重态-三重态简并点所保持的。 

　　这项研究为避免源自双分子湮没的衰减路径提供了解决思路。