杏耀测速代理_JACS-高迁移率、高荧光量子效率的有机深蓝色激光小分子

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引言 

有机激光半导体分子是有机发光晶体管（OLETs）和电泵浦有机激光（EPOLs）等新型光电功能器件的基础，在智能显示技术、有机激光、生物传感及其他相关光电电路中具有广阔的运用前景。然而，为保证在高电流密度条件下具有足够多的激发态产生激光，这类有机半导体材料必须同时兼具高载流子迁移率、强光致发光以及理想激光等特性。拓展有机半导体π共轭程度可以形成紧密的分子堆积和较强的分子间相互作用，从而大幅提高载流子迁移率，但是较强的分子相互作用易于导致固态荧光的淬灭。这两个性能是一对矛盾体，很难实现两者在同一材料体系中的有效集成。因此，迄今为止这类有机半导体少有报道，这对于OLETs以及EPOLs的发展依然是一个巨大的难题。

成果简介 

中科院化学所有机固体重点实验室董焕丽研究员（通讯作者）设计并合成一种基于芴的有机半导体2,7-二苯基-9H-芴（LD-1），该分子同时兼具高电荷传输、强荧光以及优异激光特性。相关研究工作以 “Organic Laser Molecule with High-Mobility, High Photoluminescence Quantum Yield and Deep-blue Lasing Characteristics”为题发表在JACS上（DOI：10.1021/jacs.0c00871）。分子设计策略如下：（1）以芴为核心骨架的有机分子可以实现强荧光，是实现优异激光常用单元；（2）芴的2,7位点易于修饰，实现π共轭拓展，从而提高载流子迁移率；（3）易于实现蓝光发光性质；（4）通过可以自由旋转的C-C单键拓展共轭易于调控分子光电性质。

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实验结果表明，LD-1表现出高电荷传输以及强荧光性质，载流子迁移率达到0.25 cm
2V
–1s
–1
，同时LD-1单晶分子的荧光量子产率（PLQY）高达60.3%。

进一步研究表明，LD-1展现出优异的蓝光激光性质。（390 nm, 
Pth
=71 uJ cm–2,Q~3100；410 nm,  
Pth
=53 uJ cm–2,
 
 Q~2700）
最后，作者基于LD-1制备了有机发光晶体管器件（OLETs），首次展现出明显的电致发光性质以及栅极可调性。

小结

文章作者设计合成一种基于芴的兼具高电荷传输特性、强荧光以及激光特性的有机半导体，并将其运用于OLETs光电功能器件中。该工作的意义在于：（1）设计并合成出一种性能优异的有机半导体分子LD-1，并且表现出极为少见的强固态蓝光发光性质；（2）为进一步发展光电功能集成器件研究奠定了良好的材料基础，同时打开了高效的有机激光半导体的大门，促进了简单、低成本的显示以及激光技术的快速发展。 

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00871


董焕丽，中国科学院研究所研究员，博士生导师。2006年于中国科学院福建物质结构研究所获硕士学位，2009年于中国科学院化学研究所获博士学位。2009-至今，中国科学院化学研究所助理研究员、副研、研究员。国家杰出青年科学基金和中组部万人计划青年拔尖人才项目获得者，先后获得中国化学会青年化学奖、国家自然科学二等奖(5/5)等奖励和荣誉。在有机高分子光电功能材料与器件方面开展了系统和具有特色的研究，目前在Nat. Chem., Nat. Commun., Adv. Mater.,J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Acc.Chem. Res., Chem. Soc. Rev. 等上发表论文200余篇，被SCI引用7500余次。

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最后编辑时间为: 2020-04-20 00:34 Monday

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