新型有机分子实现超窄带发光

来源：科技日报

科技日报记者 张佳欣

先说一个核心发现：日本京都大学的研究团队，最近搞出了一种全新的有机发光分子。这东西牛在哪儿呢？它不需要激光那种强力激发，就能发出接近单色光的超窄带光——直接挑战了“自发辐射必然产生宽光谱”这个老规矩。换句话说，如果这项成果能顺利落地，下一代有机发光二极管（OLED）的色彩纯度可能会有一个质的飞跃。相关论文已经发表在最新一期的《自然》上。

现在市面上常见的无机LED和OLED，基本已经铺满了照明和显示领域。OLED尤其靠高分辨率、低功耗这些优点，成了智能手机和电视屏幕的常客。但一个绕不开的硬伤是：所有LED本质上都依赖自发辐射发光，天生自带一个较宽的发射光谱。要是能把这种自发辐射压窄到接近单色光的极限，那应用价值可就翻着跟头往上涨了——这恰恰是光子学领域多年来心心念念的目标。

为了进一步压缩发光带宽，研究团队这次换了个思路：他们设计了一种叫m-CzB10-Mes的新型有机分子，核心在于在空间上把多重共振效应给扩展并增强了。这分子长着个梯形纳米碳骨架，听起来就很复杂。实际合成也确实不好搞，但团队硬是用“一锅硼化法”，一步反应就塞进去10个硼原子，把目标化合物给造了出来。

效果呢？用这个分子做出来的发光体，发射带宽比传统多重共振材料窄得多。更妙的是，它还兼具热激活延迟荧光性能，发光谱线窄到接近激光研究中常见的放大自发辐射水平——而且完全不需要靠强激发去做受激辐射。这就好比不用大功率就能达到近似激光的纯度，对于OLED来说是个很诱人的方向。

当然，事情没那么完美。当这种材料真的放进实际OLED器件里，发光带宽还是会稍微展宽一点。这说明，怎么控制固态下分子间的相互作用，仍然是一道硬骨头。团队自己也承认，下一步的关键在于建立一套能充分发挥分子内在发光特性的设计原则。一旦这条路走通，超高色彩纯度的新一代LED，就不只是实验室里的玩具了。