近日，中科院長春光學精密機械與物理研究所制備出國際上已報道的具有最低放大自發輻射閾值的高有序微米單晶纖維有機薄膜。該結果發表在國際材料領域期刊Chem.Com（SCI影響因子5.79）和J. Mater. Chem.（SCI影響因子5.10）上，審稿人認為“該結果對電泵浦有機激光器的應用十分重要”。
電泵浦有機激光具有重要的科學意義和應用價值。電泵浦有機激光器件要求有機材料同時具備低放大自發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材料具備高有序π共軛結構。但實際研究中，具有高序的π共軛結構的有機材料很難獲得低閾值的放大自發輻射。
長春光機所發光學及應用國家重點實驗室劉星元研究員和曲松楠副研究員近日報道了一種基于聯1,3,4-噁二唑衍生物新型高效的有機激光材料和一種制備低放大自發輻射閾值的具有高序π共軛結構的有機薄膜的方法。這為未來獲得低閾值的電泵浦有機激光提供了重要的材料研究基礎。
這種基于聯1,3,4-噁二唑衍生物材料特殊的分子結構使分子在聚集態下采取J型聚集，保證該材料可同時獲得高有序π共軛結構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現高效的光泵浦激光。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薄膜具有高熒光發射、波導特性和目前國際上已報道的最低放大自發輻射閾值（40W/cm2）。
理論計算和實驗證明，聯1,3,4-噁二唑衍生物的高有序性、偏振發光特性、波導特性和高的熒光量子效率是該類材料獲得極低放大自發輻射閾值的原因。
圖1 聯1,3,4-噁二唑衍生物（a）微米纖維的熒光照片和(b)微米單晶纖維有機薄膜的偏光照片。
圖2 聯1,3,4-噁二唑衍生物微米單晶纖維有機薄膜（a）隨泵浦強度變化的受激發射光譜和(b)受激發射峰強度、半寬隨泵浦強度變化的曲線。
