除铈(III)配合物外，具有d-f跃迁发光性质的稀土铕(II)配合物应用于OLEDs时理论上同样具有显著优点：i）激发态寿命短：d-f跃迁选律允许，寿命在纳秒量级，能显著减少激发态猝灭，从而达到更高的器件亮度和更低的效率滚降；ii）高激子利用率：Eu2+离子在4f65d1到4f7的跃迁属于开壳层电子跃迁，可以利用100％的激子能量；iii）发光颜色可调：5d轨道能量受配体场影响，改变配位环境可轻易调节发射波长；iv）低成本：铕的地壳丰度为10-6 wt％，远高于目前OLED商用发光材料所含的贵金属铱。然而，铕(II)配合物大都空气稳定性差、发光弱，文献中对它们电致发光性质的报道仅有一例。

近期，黄春辉课题组的刘志伟副教授等设计合成了两个Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2，其中Eu-1的固体粉末在空气中放置2200小时后仍保持高达91%的光致发光量子产率，而Eu-2应用于OLEDs时被证明具有接近100%的激子利用率，表明Eu(II)配合物既可以实现高空气稳定性，也可以实现高性能电致发光（Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 19011）。

图1. 四种大环Eu(II)配合物EuX2-Nn （X = Br, I; n = 4, 8）的晶体结构和配位多面体结构

图2. 基于Eu(II)配合物的OLED器件结构示意图和性能曲线

为了在Eu(II)配合物中同时实现高空气稳定性和高电致发光效率，刘志伟副教授等利用大环配体的空间效应和配位相互作用，合成了四种大环Eu(II)配合物EuX2-Nn （X = Br, I; n = 4, 8）。其中，EuX2-N8配合物发射最大波长位于~510 nm的绿光，而EuX2-N4配合物发射最大波长位于~610 nm的橙红光，这可以解释为EuX2-N4配合物中具有较短的Eu-N键长，即较强的配位场使得5d轨道分裂能增加，导致5d-4f跃迁能量降低，发射光谱红移。值得注意的是，EuX2-N8配合物表现出接近100%的光致发光量子产率和良好的空气稳定性，有潜力制备高效率OLEDs。经过器件结构优化，包括选择合适的主体材料、空穴传输材料和电子传输材料，优化各功能层的厚度和发光层掺杂浓度等，基于EuBr2-N8器件的最大外量子效率为15.5%，最大亮度为10200 cd·m-2，基于EuI2-N8器件的最大外量子效率达到17.7%，最大亮度可达25470 cd·m-2，可与具有主流发光材料（如磷光铱配合物、热致延迟荧光材料等）的OLED器件性能媲美。这一工作加深了对Eu(II)配合物的光致发光和电致发光性质的理解，并证明了Eu(II)配合物是一类非常有潜力的高性能OLED发光材料。

上述工作以“Highly efficient and air-stable Eu(II)-containing azacryptates ready for organic light-emitting diodes”为题发表在Nature Communications上，文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19027-x