作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法，包括以下步骤：将含有氟原子和三苯胺基团的2’‑羟基查尔酮衍生物溶于有机良溶剂，得到有机半导体分子溶液；然后向所述有机半导体分子溶液中加入不良溶剂并混合均匀，将得到的混合液静置后去除溶剂，得到有机微米粒子；其作为主动模式回音壁光学微腔时，其激发波长为700nm以下。本发明专利技术为有机回音壁光学微腔的制备提供了新途径，为功能化微纳米器件的构筑和研究光与物质相互作用提供了平台。

Fabrication of Organic Micron Particles as Active Mode Echo Wall Optical Microcavity

The present invention relates to a preparation method of organic micron particles as active mode echo wall optical microcavities, which includes the following steps: dissolving 2' Organic micron particles were obtained by removing solvents after the liquid was stationary, and the excitation wavelength was less than 700 nm when it acted as an active mode echo wall optical microcavity. The invention provides a new way for the preparation of an organic echo wall optical microcavity, and provides a platform for the construction of functional micro-nano devices and the study of the interaction between light and matter.

【技术实现步骤摘要】
作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法
本专利技术涉及有机半导体微米器件材料制备
，尤其涉及一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法。
技术介绍
有机小分子材料由于具有高发光效率、分子结构可设计性、光电性能可调、可溶液自组装法制备和低成本等优点，在光电器件的应用领域具有广泛的应用前景。通过包括范德华力、π-π相互作用、氢键、卤键等弱分子间作用力，有机小分子可在室温下自组装得到多种不同的具有规则形貌和平滑表面的微纳米结构，能够作为同时提供主动发光活性物质和高品质因子的光学谐振腔引起了广泛关注，如FP腔和回音壁腔等。对回音壁腔来说，光子会在腔体内部经历长时间持续的全反射并沿着平滑的曲面传播后最终射出，因此相比其他谐振腔，回音壁腔能获得更低的腔体损失和更小的模式体积，从而实现对光子的有效限域，对于微纳米激光器件的制备和光与物质相互作用的研究具有十分重要的意义。如赵永生教授团队通过将Alq3和CNDPASDB有机小分子掺杂在PS中制备了圆盘状回音壁微腔连接一个棒状微纳晶的结构，实现了低阈值的激光及其有效耦合输出。然而，目前大多数球状有机小分子回音壁模式光学微腔都是通过将有机小分子活性材料掺杂到聚合物矩阵中制备得到，使用单组分/纯有机小分子自组装制备得到回音壁腔的研究很少。并且由于主客体材料之间兼容性问题的限制，掺杂的有机小分子材料的浓度比较低，从而会降低活性物质的浓度并使发光效率降低。因此，对于单组分有机小分子回音壁光学微腔的有效可控制备方法具有很高的应用前景，亟需发掘。Ma,J.,Li,Z.Z.,Wang,X.D.,&Liao,L.S.(2017),CrystalGrowth&Design,17(9),4527-4532公开了一种利用小分子有机分子自组装成均匀微球的方法，其直径在1.35μm左右，但是尺寸小且单一，并且并未对所得到的微球的光学性质作深入研究。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法，利用含氟原子和三苯胺基团的2’-羟基查尔酮衍生物在良溶剂和不良溶剂中的溶解性差异，依靠亲疏水作用力，采用简单廉价的溶液自组装方法制备成有机微米粒子，结合其自身的荧光特性，将其作为活性物质和光学谐振腔，得到了优异的主动模式回音壁光学微腔，实现了光与物质的强相互作用。本专利技术提供了一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)将式(I)的2’-羟基查尔酮衍生物溶于有机良溶剂，得到有机半导体分子溶液；其中，式(I)如下：其中，R1、R2独立地选自氢或氟，且至少R1、R2的其中之一为氟；R3、R4独立地选自氢或甲基；(2)在10-30℃下，向所述有机半导体分子溶液中加入不良溶剂并混合均匀，将得到的混合液静置0.2-2h，然后去除溶剂，得到有机微米粒子；所述有机微米粒子作为主动模式回音壁光学微腔时，其激发波长为700nm以下。进一步地，在步骤(1)中，2’-羟基查尔酮衍生物为(E)-3-(4-(二苯氨基)苯基)-1-(4-氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮、(E)-3-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-1-(4-氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮(DTPHP)、(E)-3-(4-(二苯氨基)苯基)-1-(3-氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮、(E)-3-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-1-(3-氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮、(E)-3-(4-(二苯氨基)苯基)-1-(3，4-二氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮或(E)-3-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-1-(3，4-二氟-2-羟苯基)-2-丙烯-1-酮，其结构式依次为式1-6：优选地，2’-羟基查尔酮衍生物为式2所示的DTPHP。进一步地，DTPHP的制备方法包括以下步骤：将1-(4-氟-2-羟基苯基)乙酮和4-二甲氨基苯甲醛在碱的存在下，在有机溶剂中于20-30℃下反应40-50h，萃取并纯化后得到DTPHP。进一步地，在步骤(1)中，所述有机良溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或四氢呋喃。优选地，有机良溶剂为二氯甲烷。进一步地，在步骤(1)中，所述有机半导体分子溶液的浓度为1-15mmol/L。优选地，有机半导体分子溶液的浓度为5-10mmol/L。进一步地，在步骤(2)中，所述不良溶剂为水、乙醇或甲醇。优选地，不良溶剂为乙醇。进一步地，所述有机良溶剂与不良溶剂的体积比为1-10:1-10。有机良溶剂和不良溶剂的体积比以及有机半导体分子溶液的浓度会影响所得有机微米粒子的粒径。进一步地，在步骤(2)中，所述有机微米粒子的粒径为1-10μm。优选地，在步骤(2)中，所述有机微米粒子的粒径为1-5μm。有机微米粒子的粒径会影响其作为回音壁腔的振动峰。进一步地，在步骤(2)中，所述有机微米粒子为实心微米球或实心微米半球。进一步地，在步骤(2)中，静置后还包括将混合液滴在基底上的步骤。进一步地，在步骤(2)中，有机微米粒子作为主动模式回音壁光学微腔时，其激发波长为350-400nm或500-550nm；其发射峰的波峰为620-670nm。本专利技术还要求保护一种采用上述制备方法所制备的作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子。进一步地，有机微米粒子的粒径为1-10μm(优选为1-5μm，更优选为3-5μm)。进一步地，有机微米粒子为实心微米球或实心微米半球。进一步地，有机微米粒子作为主动模式回音壁光学微腔时，其激发波长为350-400nm或500-550nm；其发射峰的波峰为620-670nm。由于2’-羟基查尔酮衍生物中含有亲水性的氟原子和羟基，其与不良溶剂形成氢键，并且2’-羟基查尔酮衍生物中还同时含有疏水性的三苯胺基团，其在良溶剂中具有良好的溶解性，在步骤(2)中，将良溶剂与不良溶剂的混合液静置时，2’-羟基查尔酮衍生物依靠分子间弱相互作用力(范德华力、π-π相互作用力、氢键、卤键)、亲疏水作用和表面张力等共同作用下发生分子自组装，因而可形成有机微米粒子。由于有机良溶剂与不良溶剂的密度差异，在静置过程中，自组装过程的时间可对粒子形貌产生影响，时间较长时，形成实心微米球，时间较短时，形成实心微米半球。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术选择单组分有机小分子材料，通过依靠亲疏水作用，采用简单廉价的溶液自组装方法制备成有机微米粒子，其可作为主动模式回音壁光学微腔，摆脱/突破了普通的掺杂制备方法对活性发光物质浓度的限制，实现了强的光与物质相互作用，为有机回音壁光学微腔的制备提供了新途径，也为功能化微纳米器件的构筑和光与物质相互作用的研究提供了平台。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术中实施例2制备的DTPHP有机微米球的荧光显微镜图片；图2为本专利技术中实施例2制备的DTPHP有机微米球的扫描电子显微镜图片；图3为本专利技术中实施例2制备的DTPHP有机微米球的粒径大小分布统计图；图4为本专利技术中实施例2制备的不同粒径的DTPHP有机微米球的微区荧光光谱图；图5为本专利技术中实施例2制备的DTPHP有机微米球的荧光光谱中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将式(I)的2’‑羟基查尔酮衍生物溶于有机良溶剂，得到有机半导体分子溶液；其中，式(I)如下：

【技术特征摘要】
1.一种作为主动模式回音壁光学微腔的有机微米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将式(I)的2’-羟基查尔酮衍生物溶于有机良溶剂，得到有机半导体分子溶液；其中，式(I)如下：其中，R1、R2独立地选自氢或氟，且至少R1、R2的其中之一为氟；R3、R4独立地选自氢或甲基；(2)在10-30℃下，向所述有机半导体分子溶液中加入不良溶剂并混合均匀，将得到的混合液静置0.2-2h，然后去除溶剂，得到有机微米粒子；所述有机微米粒子作为主动模式回音壁光学微腔时，其激发波长为700nm以下。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，R1、R3和R4均为氢，R2为氟；或R1为氢，R2为氟，R3和R4均为甲基；或R1为氟，R2、R3和R4均为氢；或R1为氟，R2为氢，R3和R4均为甲基；或R1和R2均为氟，R3和R4均为氢；或R1和R2均为氟，R3和R4均为甲基。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖良生，王雪东，陶一辰，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32