一种有机共晶增益材料及其制备方法和在激光性能中的应用技术

本发明专利技术提供了一种有机共晶增益材料及其制备方法和在激光性能中的应用，所述有机共晶增益材料的分子间相互作用的不同导致他们组装成特定的微纳结构(例如微米片、微米环)；所述具有特定微纳结构的有机共晶增益材料可作为高质量的光学谐振腔体，为共晶的受激辐射提供光学反馈和模式选择；所述有机共晶增益材料的卤键间的相互作用，仅仅带来了微弱的电荷转移，从而在共晶中保留了有利的四能级结构以实现最终的激光辐射；同时，改变卤键给体可调控所述有机共晶增益材料的分子间相互作用，进而改变组装结构和能级结构，最终实现对共晶激光性质的调控。在所述材料中首次实现了共晶的光泵浦激光辐射，并且通过改变卤键给体调节激光性质。

【技术实现步骤摘要】
一种有机共晶增益材料及其制备方法和在激光性能中的应用
本专利技术属于有机微纳激光
，具体涉及一种新型有机共晶增益材料及其制备方法和在激光性能中的应用。
技术介绍
微型化激光器在高通量传感、三维成像、集成光子学回路等领域中展示了潜在的应用而受到广泛关注。有机材料作为一种引人注目的增益介质，不仅在调节谐振微腔结构方面显示出巨大的优势，还展现了优异的宽带增益性能，这与其丰富的分子间相互作用及可调节的能级和激发态过程是分不开的。更重要的是，有机分子间的弱相互作用可驱动P型和N型分子的协同组装以得到具有双极传输性质的复合结构。这样的复合结构对于实现电泵浦有机激光非常重要。有机共晶是由两种或两种以上的中性分子组分在分子间弱相互作用下，以固定的化学计量比结合而成的结构单元按次序重复排列的多组分分子晶体。它们不仅保留了各自组分固有的一些性质，还能通过协同效应和集合效应使得晶体展现出更多新颖的光电性质，尤其是强的固态发光和双极传输特性。然而，目前基于共晶材料的受激发射仍然是一个巨大的挑战。这可能是由下面两个原因导致的：1.一种合适的能级结构，如四能级体系，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机共晶增益材料，所述有机共晶增益材料包括卤键给体和卤键受体，其中所述卤键给体和卤键受体通过卤键键合连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机共晶增益材料，所述有机共晶增益材料包括卤键给体和卤键受体，其中所述卤键给体和卤键受体通过卤键键合连接。


2.根据权利要求1所述的有机共晶增益材料，其中，所述有机共晶增益材料具有微纳结构，所述微纳结构可以是微米片或微米环；


3.根据权利要求1或2所述的有机共晶增益材料，其中，所述有机共晶增益材料由卤键给体和卤键受体组成；
优选地，所述卤键为-X···Y-，其中，X为F、Cl，Br，I中的一种，Y为N，O，S，π键，Cl，Br，I中的一种；
优选地，所述卤键为-I···Y-，其中，Y为N，O，π键中的至少一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的有机共晶增益材料，其中，所述卤键受体选自具有合适能级结构的质子转移分子，如式(I)所示的化合物：



其中，R1为烷基或烷氧基。
优选地，R1为C1-6的烷基或C1-6的烷氧基，优选地，R1为C1-3的烷氧基。
示例性地，所述卤键受体选自式(I’)所示的化合物MPI，



优选地，所述卤键给体选自卤代芳烃，例如任选被至少一个选自F，Cl，Br，I的卤原子取代的芳烃，所述卤代芳烃还可以任选被至少一个羟基、羧基取代；
优选地，所述卤键给体选自选自式(II)所示的1,4-二碘四氟苯(F4DIB)，或式(III)所示的1,3,5-三氟-2,4,6-三碘苯(IFB)，或式(IV)所示的1,4-二碘苯，或式(V)所示的1,2,4,5-四氟-3,6-二溴苯，或式(VI)所示的4-溴-2,3,5,6-四氟苯甲酸，或式(VII)所示的2,3,4,5,6-五氟苯酚：





5.根据权利要求1-4任一项所述的有机共晶增益材料，其中，所述有机共晶增益材料中，卤键受体与卤键给体的摩尔比可以为5:1～1:2，例如3:1～1:1.5，如2:1～1:1；
优选地，所述有机共晶增益材料中，卤键给体和卤键受体在卤键的作用下，以上述摩尔比依次重复排列组成；
优选地，所述微米片的长度可以为10-40μm；宽度可以为5-20μm；厚度可以为0.3-1μm；所述微米环的周长可以为10-40μm；直径可以为0.5-4μm；高度可以为0.3-1μm；
优选地，有机共晶增益材料MPI...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永生，褚曼曼，李勇军，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11