南京邮电大学赖文勇教授团队在前期有机激光增益介质设计相关工作基础上（Adv. Mater., 2009, 21, 355; Adv. Funct. Mater., 2009, 19, 2844; Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 4617; Polym. Chem., 2015, 6, 8019; Macromolecules, 2016, 49, 2549; J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 7546; Polym. Chem., 2017, 8, 851; Chem. Eur. J., 2017, 23, 5448; J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 27569; Mater. Chem. Front., 2017, 1, 668; J. Phys. Chem. C, 2018, 122, 21569; Macromolecules, 2018, 51, 1325; Chem. Eur. J., 2019, 25, 3909; etc.），创新提出同时利用单线态和三线态激子用于高效光放大过程的有效策略，报道了首例基于磷光铱配合物的三线态-单线态客-主体能量转移激光增益介质体系，构建了低阈值有机半导体激光器。作者提出了一种光放大的新设计概念：以铱配合物为三线态敏化剂，荧光共轭聚合物为增益介质，构建了三线态-单线态客-主体能量转移增益系统。通过对共混样品的光致发光激发光谱、光诱导吸收光谱和荧光瞬态分析，直接证实了三线态-单线态能量转移过程。实验结果表明，与没有三线态敏化剂的增益系统相比，所得到的三线态-单线态的客-主体系统具有低三倍的放大自发发射阈值和更好的激光发射性能。此外，在电驱动条件下，基于“三线态-单线态的客-主体系统”的荧光有机发光二极管（OLED）表现出比没有“三线态敏化剂”的荧光OLED更高效的光电性能。这项工作提出了一种新的有效调控和利用三线态激子的方法，从而可以同时利用单线态激子和三线态激子实现更理想的光放大过程，为解决电泵浦有机半导体激光器最大阻碍提供了新的思路。相关成果以“Low-Threshold Organic Semiconductor Lasers with the Aid of Phosphorescent Ir(III) Complexes as Triplet Sensitizers”发表于Adv. Funct. Mater.期刊上。
南京邮电大学博士生江翼和硕士生吕鹏为论文共同第一作者，赖文勇教授为文章通讯作者，并得到了黄维院士的悉心指导；在超快光谱测试方面得到了澳门大学邢贵川教授课题组的大力支持。该研究成果由国家自然科学基金委重点项目（21835003）、优秀青年科学基金项目（21422402）、青年973项目（2014CB648300）共同资助完成。
作者通过探索直接三线态-单线态FRET能量转移过程，展示了磷光铱配合物作为三线态敏化剂用于光放大过程的第一个实例。构建了一种以铱配合物为三线态敏化剂，以黄绿光荧光聚合物F8BT为增益介质的新型三线态-单线态的客-主体增益系统。与没有三线态敏化剂的增益系统相比，所得到的三线态-单线态的客-主体系统具有低三倍的放大自发发射阈值和更好的激光性能。基于具有90％F8BT组分的(Dfpypy)2Ir(pic)混合样品，DFB激光器实现了相当低的激光阈值1.86 μJ cm−2（0.37 kW cm−2）。此外，“三线态敏化剂”在电驱动条件下为提高OLED性能方面发挥了积极作用，其基于具有“三线态敏化剂”的三线态-单线态的客-主体能量转移体系的荧光OLED相对于没有“三线态敏化剂”的OLED显示出更好的光电性能。综上所述，作者提出了一种有效通用的方法，即通过能量转移来调控三线态激子，同时利用单线态和三线态激子增强光放大行为的同时得到更为优异的OLED器件性能，为实现电泵浦OSL提供新的思路和解决方案。 文献链接：Low-Threshold Organic Semiconductor Lasers with the Aid of Phosphorescent Ir(III) Complexes as Triplet Sensitizers（Adv. Funct. Mater. 2019, 1806719）
|
发表于 2019-4-4 09:11:34
