电泵浦有机半导体受激发射研究

有机半导体在光电子器件领域具有广阔的应用前景。在这个领域，一个重要挑战就是开发电泵浦有机半导体受激发射器件。材料性能与器件结构是制约电泵浦有机半导体受激发射的关键因素。本项目拟针对有机激光半导体与器件的特性，以电泵浦有机激光应用为目标，重点研究双波长光泵浦有机薄膜、超高亮度OLED光波导电泵浦激光器件、内置式CCM结构新型电泵浦有机半导体受激发射、电泵浦有机单晶受激发射等技术途径，探索实现电泵浦有机激光器件；同时致力于设计开发一系列优异稳定性、高荧光量子产率的有机发光半导体；筛选出具有优异耐热性能、高载流子迁移率、低泵浦阈值的激光增益半导体材料体系；深入探讨不同材料化学组成、分子结构及器件结构与有机发光半导体的光吸收损失、激光增益、激光泵浦性能之间的相互作用机制和影响规律；优化材料设计与器件结构，开发电泵浦有机半导体受激发射器件，为开拓有机半导体在电泵浦激光领域的应用奠定基础。

有机半导体在光电子器件领域具有广阔的应用前景。在这个领域，一个重要挑战就是开发电泵浦有机半导体受激发射器件。材料性能与器件结构是制约电泵浦有机半导体受激发射的关键因素。本项目针对有机激光半导体与器件的特性，以电泵浦有机激光应用为目标，围绕新型高性能有机半导体激光材料的设计合成及其光电器件性能研究两方面入手，开展了相关的基础性研究工作，取得了较为重要的研究结果：..1．在新型有机半导体激光材料开发方面，研制出一系列高稳定性、低阈值的有机半导体激光材料体系，如：高稳定性高效率的H型寡聚芴激光材料体系，实现了超低阈值（0.22 nJ pulse-1）深蓝激光发射；芘基封端的单分散多臂结构材料实现了低阈值、高稳定性的有机半导体激光。发表在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等著名期刊。..2. 在高性能有机发光半导体开发方面，提出了有机半导体位阻功能化设计思想，开发出一系列新颖高效的红、绿、蓝、白发光材料体系，深入系统研究了构效关系，揭示了空间位阻的调控作用。先后获得中国青年科技奖、江苏省科学技术奖和国家自然科学奖二等奖。..3. 在新型有机/无机杂化发光材料开发方面，研制出一类有机长寿命发光材料，获得了世界上首例室温有机长余辉材料；开发出“全色”发光纳米粒子，在世界上首次实现了真实立体全彩发光。发表在Nature Materials, Nature Nanotechnology等顶级期刊。..4. 在新型激光器件结构方面，通过构建级联式激光染料能量传递体系，实现了电致级联式有机激光器件；利用高反射电极，制备出波谱窄化的面发射和端面发射器件；通过溶液法首次实现了有机白光激光；提出了超微有机电致发光（OLED）器件的设计思路，实现了大电流注入，最大电流密度达40 A/cm2；构建了两种新型OLED泵浦型有机激光器，为电泵浦有机半导体激光的实现提供了技术途径。..本项目已发表SCI收录论文173篇，其中IF > 3.0 的121 篇，IF>7.0的论文36篇，发明专利121项。培养硕士生54人，博士生13人，新增国家万人计划领军人才、青年长江、国家优青、青年973首席、江苏省杰青、江苏特聘教授等10余人次。相关成果获得国家自然科学奖二等奖、中国青年科技奖等。