11月8日，国家脉冲强磁场科学中心用户吉林大学阿力木·阿卜杜拉曼教授在有机双自由基自旋关联发光调控的研究中取得进展，相关成果以“Spin-Correlated Wavelength–Intensity Dual Modulation in Organic Diradicals via Excited-State Channel Engineering”为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。中心韩一波教授、曾玮康工程师开展了强磁场磁光谱实验测量和光谱分析。

有机双自由基材料具有两个相互耦合的未成对电子，其自旋相互作用能形成开壳层单重态和三重态等不同自旋态。外部磁场可以通过塞曼效应调节不同自旋态的能量及布居，从而改变材料的发光行为。这类材料在自旋电子学、自旋光电子学和量子信息等领域具有潜在应用价值。然而，已有研究主要关注磁场引起的发光强度变化，如何进一步实现对发射光谱本身的有效调控，仍是该领域面临的重要挑战。本研究通过在咔唑桥联双自由基分子中引入咔啉给体基团，构建了分子内空间限域的电荷转移相互作用，在保留原有分子内电荷转移（TBCT）通道的同时，引入新的空间电荷转移（TSCT）激发态通道，为自旋调控下的多通道发光提供了新的分子设计策略。

强磁场磁光谱实验在揭示上述机制中发挥了关键作用。研究团队利用脉冲强磁场设施实验平台，在低温条件下开展了0-30T磁场依赖光致发光光谱测量，直接观察到目标分子δCbCz(TTM)₂在4.5K温度下，随着磁场增强，不仅发光强度显著增加，而且发射光谱整体向短波方向移动约31nm，实现了发光强度与发射波长的协同调控。相比之下，作为对照的Cz(TTM)₂分子主要表现为发光强度增强，而光谱形状及峰位基本不变；结构类似的αCbCz(TTM)₂则表现出较弱的双重调控效应。进一步结合变温发光、时间分辨光谱、电子顺磁共振（EPR）及理论计算，研究发现，外磁场通过调节基态单重态与三重态之间的布居分布，并影响不同电荷转移激发态通道之间的相对贡献，使高能TSCT发光通道得到增强，从而产生显著的发光蓝移。

低温下Cz(TTM)₂和δCbCz(TTM)₂在0.5wt%掺杂PMMA薄膜中的磁场依赖光致发光（PL）（激发波长λex=360nm）

该研究表明，强磁场磁光谱不仅能够灵敏探测分子体系的自旋相关光学响应，还能够通过光谱强度与波长的同步变化，揭示不同激发态通道之间的耦合与演化，为发展自旋调控型光功能材料及自旋光电子器件提供了新的研究思路。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.8767910