树状大分子终于拥有了闯入激光领域的能力

时间:2020-05-09 18:02 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

树状大分子终于拥有了闯入激光领域的能力

新材料的开发支持了光学器件的发展。发光有机化合物的微晶可以作为这种器件的微型激光源,例如,在显示器和其他元件中。树状大分子作为发光材料有很多优点,但由于其脆性和结晶性差,目前还没有被用作微晶。现在,一组研究人员已经制造出了可以形成具有激光特性的坚固晶体的树状分子。他们的研究结果发表在《Angewandte Chemie》杂志上。

树状大分子是一种聚合物,通过添加小分子形成延伸的树枝,从核心生长出来,这就解释了他们的名字,来源于希腊词“树”。树状大分子有许多优点,使它们成为有趣的发光材料。它们是高度可溶的,这使得它们很容易融入系统;它们有很高的量子产出,这意味着你可以重新获得很多光;它们擅长收集光,当它们凝聚成固体时,往往表现出相对较低的发光损耗。

研究人员制造了一系列的树状分子——随着产生数量的增加,树状分子的尺寸也变大了——由咔唑分子组成,在一个高荧光的核心周围形成分支。即使溶剂被去除,树枝状大分子也能形成稳定的单晶,可以用单晶x射线分析。事实上,第三代树突状分子,其分子量为4600 Da,是迄今为止用这种方法分析过的最大的有机树突状分子。

研究报告的通讯作者山本洋平教授解释说:“我们的树状大分子有两个关键部分。”“这些分支是由芳香分子组成的,这些芳香分子就像收集光线的天线,在许多不同的平面上收集由波组成的光,这被称为非偏振光。”然后,这些光被转移到荧光核心,其结构导致偏振光与波在一个平面产生。”

当树枝状分子晶体受到强光泵浦(用于放大激光材料中的信号的过程)时,它们会产生放大的自发辐射和激光,对材料的结构或光学性能几乎没有损害。

“我们生产的树状大分子家族解决了一些问题,这些问题阻止了这些材料的性能被开发利用。因此,我们希望他们能对激光光学用有机材料的发展做出重大贡献。”山本教授说。“这种晶体的坚固性和激光发射特性将对诸如全彩光学显示器和微型光学电路等器件非常有用。”

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