近日，中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所制備出國際上已報(bào)道的具有最低放大自發(fā)輻射閾值的高有序微米單晶纖維有機(jī)薄膜。該結(jié)果發(fā)表在國際材料領(lǐng)域期刊Chem.Com（SCI影響因子5.79）和J. Mater. Chem.（SCI影響因子5.10）上，審稿人認(rèn)為“該結(jié)果對電泵浦有機(jī)激光器的應(yīng)用十分重要”。
電泵浦有機(jī)激光具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。電泵浦有機(jī)激光器件要求有機(jī)材料同時(shí)具備低放大自發(fā)輻射閾值和高的載流子遷移率，高的載流子遷移率要求有機(jī)材料具備高有序π共軛結(jié)構(gòu)。但實(shí)際研究中，具有高序的π共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)材料很難獲得低閾值的放大自發(fā)輻射。
長春光機(jī)所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉星元研究員和曲松楠副研究員近日報(bào)道了一種基于聯(lián)1,3,4-噁二唑衍生物新型高效的有機(jī)激光材料和一種制備低放大自發(fā)輻射閾值的具有高序π共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜的方法。這為未來獲得低閾值的電泵浦有機(jī)激光提供了重要的材料研究基礎(chǔ)。
這種基于聯(lián)1,3,4-噁二唑衍生物材料特殊的分子結(jié)構(gòu)使分子在聚集態(tài)下采取J型聚集，保證該材料可同時(shí)獲得高有序π共軛結(jié)構(gòu)和高的熒光量子效率。該材料的非極性溶液在近紫外波段可實(shí)現(xiàn)高效的光泵浦激光。在無取向的玻璃、硅等基底上，以該材料制備出的均一取向的高有序微米單晶纖維有機(jī)薄膜具有高熒光發(fā)射、波導(dǎo)特性和目前國際上已報(bào)道的最低放大自發(fā)輻射閾值（40W/cm2）。
理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明，聯(lián)1,3,4-噁二唑衍生物的高有序性、偏振發(fā)光特性、波導(dǎo)特性和高的熒光量子效率是該類材料獲得極低放大自發(fā)輻射閾值的原因。
圖1 聯(lián)1,3,4-噁二唑衍生物（a）微米纖維的熒光照片和(b)微米單晶纖維有機(jī)薄膜的偏光照片。
圖2 聯(lián)1,3,4-噁二唑衍生物微米單晶纖維有機(jī)薄膜（a）隨泵浦強(qiáng)度變化的受激發(fā)射光譜和(b)受激發(fā)射峰強(qiáng)度、半寬隨泵浦強(qiáng)度變化的曲線。
