由于純有機分子的旋軌耦合比較弱，長期以來有機材料室溫下沒有磷光。

最近，一系列實驗發現在固相下純有機化合物也會表現出高效室溫磷光，但其發光效率和壽命不可兼得。

清華大學化學系帥志剛教授和中科院化學所彭謙副研究員等人提出了一對分子描述符來分別表征磷光效率和壽命。由羰基和π-共軛片段組成的典型RTP體系，其激發態可以視為n→π*躍遷和π→π*躍遷兩組分的組合。

他們基于光物理原理，特別是El-Sayed規則，引入了一對分子描述符（γ，β），其數值的大小與固相下單/三線激發態的（n，π*）和（π，π*）躍遷成分有關。

結合量子力學/分子力學（QM/MM）方法，他們揭示了分子描述符（γ，β）與磷光效率和壽命以及旋軌耦合之間的關系。他們提出，大的γ和β值有利于有機材料中強的、長壽命的RTP。

該研究以題為“Efficient and Long-lived Room Temperature Organic Phosphorescence: Theoretical Descriptors for Molecular Designs”發表于Journal of the American Chemical Society，2019， 141， 1010-1015。

第一作者馬會利原來是帥志剛組的博士后，出站后入職南京工業大學任副研究員。該研究成果是基于前期馬會利等提出的固相有機室溫磷光的基本過程(Ma HL, Shi W, Ren JJ, Li WQ, Peng Q*, Shuai ZG*,“Electrostatic Interaction-Induced Room-Temperature Phosphorescence in Pure Organic Molecules from QM/MM Calculations”. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 2893)和一系列與實驗合作工作的進一步提升，如基于理論分子設計，實驗上獲得了高效長余輝磷光材料，見Zhao WJ, He ZK, Lam JWY, Peng Q*, Ma HL, Shuai ZG, Bai GX, Tang BZ*,“Rational Molecular Design for Achieving Persistent and Efficient Pure Organic Room-Temperature Phosphorescence”，Chem, 2016, 1, 592.該工作得到C&En News、新華社等眾多媒體報道，這些報道均指出是基于理論計算設計，實驗上獲得了效率高達36%，壽命長達0.23秒的純有機分子。他們關于有機室溫磷光的理論計算研究還在若干實驗工作中得到應用，合作發表的論文有：

(1) Zhao WJ, He ZK*, Peng Q*, Lam JWY, Ma HL, Qiu ZJ, Chen YC, Zhao Z, Shuai ZG, Tang BZ*, “Highly sensitive switching of solid-state luminescence by controlling intersystem crossing”, Nature Commun 2018, 9, 3044;?

(2) Wang, JG, Xu XG*, Ma HL, Peng Q, Huang XB, Zheng XY, Sung SHP, Shan GG, Lam JWY, Shuai ZG, Tang BZ*, “A facile strategy for realizing room temperature phosphorescence and single molecule white light emission”, Nature Commun, 2018, 9, 2963;?

(3) He ZK, Zhao WJ, Lam JWY, Peng Q*, Ma HL, Liang GD, Shuai ZG, Tang BZ*, “White light emission from a single organic molecule with dual phosphorescence at room temperature”, Nature Commun, 2017, 8, 416.?

這一系列工作得到國家自然科學基金委員會科學中心項目“分子聚集發光”（編號21788102）和科技部國家重點研發計劃“有機納米光子學材料的可控組裝與器件集成”（編號2017YFA0204501）的資助。