Conjugated polymers combine novel optoelectronic properties, with low-cost, versatility of functionalization, large-area and flexible fabrication, and ease of processing, making them attractive candidates as laser materials. However, polymer laser is in a period searching for a key breakthrough, and many problems including the design and synthesis of high performance materials and the simplification of device fabrication need to be solved. Therefore, the presented project will include the following aspects. With the introduction of aggregation induced emission functional groups into the conjugated polymers, which expect to form intramolecular host-guest energy transfer, a novel conjugated polymers with high solid state fluorescence efficiency, large stokes shifts and good thermal stability will be designed and synthesized to act as gain medium of solid state polymer laser. Besides, the technique of UV laser interference ablation will be employed to realize the in-situ construction of 1D and 2D distributed feedback on the polymer films, providing a new way to obtain high performance polymer laser.
共轭聚合物激光因其低成本、超小型以及柔性器件等特点具有广阔的应用前景,已成为国际上研究的前沿领域。然而,聚合物激光正处于寻求关键突破的时期,仍存在许多科学问题亟待解决,如开发高性能的聚合物激光材料、简化激光器件制备工艺等。为此,本项目拟通过将具有聚集诱导发光特性基团引入的共轭聚合物中,结合分子内"主/客体"间能量转移,合成新型的高固态荧光量子效率、大斯托克斯位移、热稳定性好的聚合物材料作为激光增益介质,并利用紫外激光干涉烧融技术实现在聚合物薄膜原位制备一维或二维分布式反馈结构,为获得高性能聚合物激光提供新途径。
有机固体激光因其成本低、柔性器件等特点具有广阔的应用前景。然而,传统荧光材料常常遇到的一大缺点就是聚集荧光淬灭效应,限制其实际应用。为了解决这一关键问题,本项目以二苯乙烯基蒽衍生物为基础,开发了系列具有聚集诱导发光特性的、高固态发光效率的有机小分子、齐聚物、树枝状大分子和聚合物,系统的考察了这类材料的光物理性质,深入研究了这类分子结构、聚集态结构与其发光特性之间的关系,为理解和改善材料发光性能奠定了良好的基础。值得一提的是,我们通过设计蝴蝶状的分子,实现了有机发光材料激子理论上最有利于发光的偶极交叉堆积结构。这种“蝴蝶型”分子同时兼具优异的光学和电学性质,使人们看到了实现有机固体激光的曙光。通过分子设计、结构修饰以及聚集态调控等方面的优化,我们获得阈值为11.7 kWcm-2、损耗系数2.75 cm-1和偏振度为0.72等目前报道有机晶体的最好结果之一。项目执行期间,撰写英文专著两章节,发表高水平SCI论文22篇,培养研究生7人。获2014年度吉林省自然科学奖一等奖一项。
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数据更新时间:2023-05-31
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