1 安徽理工大学材料科学与工程学院, 安徽 淮南 232001
2 哈尔滨工业大学化工与化学学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
工业染料的大规模生产和广泛应用给地球生态带来了相当大的影响, 对水环境污染非常严重, 而传统色谱和光谱工具难以检测到微弱的光谱和化学信息, 因此开发便携快速的检测技术至关重要。 表面增强拉曼光谱（SERS）是一种与纳米技术相结合的新型分析技术, 可以实现单分子量级化学物质的检测, 但潜力容易受到SERS 基底的增强能力、 稳定性等普适性问题限制。 研究提出了一种简单而通用的策略, 制备了一种基于疏水性有机半导体双(二氰基亚甲基)-封端-二噻吩并［2,3-d; 2’,3’-d］苯并［2,1-b; 3,4-b’］-二噻吩（4CN-DTmBDT）薄膜为衬底的新型SERS复合基底。 首先通过旋涂法制备有机半导体衬底, 该π共轭有机半导体具有分子结构可控、 生物相容性、 光电特性可微调、 成膜形态参数可控等优势, 衬底表面具有疏水性使纳米银粒子（AgNPs）在其表面形成紧密咖啡环, 制备有机半导体-纳米银SERS复合基底, 探究基底拉曼信号的增强效果。 同时提出了一种该有机半导体与纳米银粒子的协同增强机制, 并对增强能力与增强机理进行了相关研究。 结果表明, 紧密咖啡环的形成减小了银纳米颗粒之间的空间, 检测时通过浓缩分析物, 从而增强了热点效应。 对以有机染料为探针分子罗丹明6G（R6G）的检测限低至1×10-8 mol·L-1, SERS增强因子（EF）达1.30×106, 对于疏水性更优异的PDMS与纳米银粒子复合基底检测限为1×10-5 mol·L-1, 说明单独的纳米银粒子对R6G探针信号增强能力有限, 同时证明研究采用的有机半导体与银纳米粒子之间通过协同效应进一步显著提升基底拉曼信号, 而且灵敏度高、 重复性好。 该SERS复合基底对1×10-4和1×10-8 mol·L-1 R6G染料检测的相对标准偏差（RSD）分别为8.3%和4.7%。 实验表明该有机半导体-纳米银复合基底在废水中染料痕量分析领域具有良好的应用潜力。
表面增强拉曼光谱 有机半导体-纳米银复合基底 咖啡环 协同增强机制 有机染料 Surface enhanced Raman spectroscopy Organic semiconductor-nano silver composite substr Coffee ring Cooperative enhancement mechanism Organic dye 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2158
1 兰州理工大学 材料科学与工程学院
2 兰州理工大学 理学院,兰州 730050
通过将Liq（8-hydroxyquinolinato-lithium）掺入电子传输层Alq（tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum）中，制备了具有不同结构的仅传输电子的单载流子器件。实验结果表明，掺杂器件的电性能劣于含Liq/Al复合阴极的非掺杂器件，优于含Al阴极的非掺杂器件，这表明掺入Alq的Liq没有产生明显的“n型掺杂”效应，其具有双重作用：掺杂后分散在Alq/Al阴极界面上的Liq以电子注入层的形式出现，通过增强电子注入来提高器件电流；掺杂后存在于Alq体相中的Liq由于自身的导电性差，对电子传输具有不利影响，从而降低了器件的电流。在电致发光器件的测试中，Liq的掺杂表现出类似的现象，掺入Liq的器件性能介于非掺杂具有Liq/Al阴极和Al阴极结构器件之间，三种器件的最大电流效率分别为3.96，4.27和2.27 cd/A，并且在吸收光谱和光致发光光谱中观察不到电荷转移所带来的额外变化。
有机半导体 界面修饰 电荷转移 organic semiconductor Liq Liq Alq Alq interface modification charge transfer
中南大学基础医学院生物医学工程系，湖南 长沙 410013
近年来，有机半导体聚合物点（Pdots）以其光吸收截面大、稳定性好、生物相容性好、光物理性质可调等特性受到了广泛关注。聚合物点已被应用于生物传感、生物成像以及光学治疗等生物光学应用领域，对即时检测、活体成像、肿瘤治疗等具有重要意义。本文简要介绍了聚合物点的发光原理、制备方法、性能表征和修饰策略，总结了聚合物点在生物传感、生物成像以及光治疗应用中的最新研究进展，并分析了聚合物点在生物光学领域面临的挑战及未来的发展方向。
生物光学 生物传感 生物成像 光学治疗 有机半导体 聚合物点 中国激光
2023, 50(15): 1507401
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays (SKLOEID), Institute of Advanced Materials (IAM), Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing 210023, China
Wavelength-tunable organic semiconductor lasers based on mechanically stretchable polydimethylsiloxane (PDMS) gratings were developed. The intrinsic stretchability of PDMS was explored to modulate the period of the distributed feedback gratings for fine tuning the lasing wavelength. Notably, elastic lasers based on three typical light-emitting molecules show comparable lasing threshold values analogous to rigid devices and a continuous wavelength tunability of about 10 nm by mechanical stretching. In addition, the stretchability provides a simple solution for dynamically tuning the lasing wavelength in a spectral range that is challenging to achieve for inorganic counterparts. Our work has provided a simple and efficient method of fabricating tunable organic lasers that depend on stretchable distributed feedback gratings, demonstrating a significant step in the advancement of flexible organic optoelectronic devices.Wavelength-tunable organic semiconductor lasers based on mechanically stretchable polydimethylsiloxane (PDMS) gratings were developed. The intrinsic stretchability of PDMS was explored to modulate the period of the distributed feedback gratings for fine tuning the lasing wavelength. Notably, elastic lasers based on three typical light-emitting molecules show comparable lasing threshold values analogous to rigid devices and a continuous wavelength tunability of about 10 nm by mechanical stretching. In addition, the stretchability provides a simple solution for dynamically tuning the lasing wavelength in a spectral range that is challenging to achieve for inorganic counterparts. Our work has provided a simple and efficient method of fabricating tunable organic lasers that depend on stretchable distributed feedback gratings, demonstrating a significant step in the advancement of flexible organic optoelectronic devices.
stretchable electronics organic semiconductor lasers elastic lasers distributed feedback (DFB) gratings wavelength tunability Journal of Semiconductors
2023, 44(3): 032601
1 Center of Opto-Electronic Materials and Devices, Post-Silicon Semiconductor Institute, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Seoul 02792, Republic of Korea
2 School of Electrical Engineering, Korea University, Seoul 02841, Republic of Korea
3 Division of Nano & Information Technology, KIST School, University of Science and Technology (UST), Seoul 02792, Republic of Korea
Frontiers of Optoelectronics
2022, 15(2): s12200
二维有机半导体晶体是利用分子间的范德瓦耳斯力进行自组装生长的单晶材料。本质上的单晶属性使其具备优异的电学特性。更重要的是，二维极限下增强的界面特性能够大幅调控器件行为，为构建多功能界面器件提供可能。此外，充分暴露的电荷输运沟道和极少的晶面内缺陷能够为研究本征的有机电子输运特性创造可能。目前，对于二维有机半导体晶体的生长工艺研究已经取得了较大的进展，但是从理论层面上研究二维晶体生长的自组装过程仍然十分匮乏。本工作利用添加剂辅助结晶技术成功制备出二维有机半导体晶体，并通过偏光显微镜和原子力显微镜对二维晶体进行了全面的表面形貌和结构表征。通过SEM结合EDS技术对关键的形核界面进行了结构和组成的表征以研究晶体生长的机制。研究结果表明：在添加剂界面上，生长材料能够稳定形核，并计算出添加剂构建的有利界面能够将形核势垒降低为SiO2界面上的1/5。这项工作充分展现了生长界面对于晶体生长的关键作用，并从理论上揭示了界面的调控行为，为二维有机半导体晶体的生长工艺设计提供了可靠的思路。
二维有机半导体晶体 生长机制 界面调控 形核界面 形核势垒 界面接触角 two-dimensional organic semiconductor crystal growth mechanism interface regulation nucleation interface nucleation barrier interface contact angle
中国科学院大学材料与光电研究中心&材料科学与光电技术学院，北京 100049
PEDOT∶PSS(聚3, 4-亚乙基二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐)薄膜因其良好的导电性、透光性、机械柔韧性以及溶液可加工性而被广泛应用。提高PEDOT材料的电导率以及光电稳定性对其器件应用有重要意义。在本文中，首先用旋涂法制备PEDOT∶PSS薄膜，然后采用硫酸后处理技术提高其电导率，并将硫酸处理后的薄膜分别放置于空气、氧气、氮气中以及太阳光照下30 d，研究薄膜的光电稳定性及老化机制。实验结果表明:太阳光照是影响薄膜光电性能稳定性的主要因素，而硫酸处理有效地去除了过量的PSS成分，使薄膜的稳定性变好。通过比较老化前后薄膜的光吸收谱和光电子能谱(XPS)发现，在老化过程中薄膜发生了光氧化降解，这是影响薄膜光电稳定性的原因之一。
有机半导体 光电稳定性 老化机制 光电子能谱 光氧化 PEDOT∶PSS PEDOT∶PSS organic semiconductor photoelectrical stability aging mechanism photo-electron spectroscopy photo-oxidation
有机半导体单晶由于具有内部长程有序的分子排列结构、缺陷及晶界少等优点，表现出优异的光电性能，是实现有机半导体器件实用化的一种重要材料。目前，研究者们已经发展出多种可应用于有机单晶的生长方法，其中，微距升华法是一种可以在大气环境下采用蒸镀的方式制备有机微/纳单晶的方法。然而，当将这种方法应用于C8-BTBT时发现，由于分子的熔点较低，蒸镀得到的是分子直接从液态凝固为无定形/多晶的结构。在本工作中，通过使用溶剂蒸汽退火的方式对其进行后处理，成功地将这种无定形/多晶结构转化为分立的单晶。为了表征所得到的晶体形貌和结构，分别使用光学显微镜、X射线衍射和原子力显微镜等仪器对其进行了表征，发现所制备的晶体结构具备单晶的典型特征。
有机单晶 微距升华法 溶剂蒸汽退火 有机半导体 晶体生长 organic single crystal micro-spacing sublimation solvent vapor annealing organic semiconductor C8-BTBT C8-BTBT crystal growth
吉林大学 电子科学与工程学院集成光电国家重点实验室, 吉林 长春130012
在过去30年中, 有机电致发光器件(Organic light-emitting devices, OLEDs)在显示和照明面板领域得到了快速的发展和应用。然而, 固有的低光取出效率使OLEDs常需要集成光取出微纳结构。另一方面, 有机半导体激光器(Organic semiconductor lasers, OSLs)由于具有发射光谱宽、制备简单、成本低和易于集成的优点也引起了广泛关注。同OLEDs需要集成微纳结构一样, 在OSLs中也需要制备微纳结构用作谐振腔从而产生光增益来实现激射。在不同的微纳结构制备工艺中, 纳米压印技术(Nanoimprint lithography, NIL)作为一种高分辨率、高产率和低成本的图案化技术, 被认为是最有前景的技术之一。NIL不仅可以打破衍射极限和光散射的限制, 而且可以保证有机光电材料的光学和电学性能不受损害。本文回顾了利用NIL在OLEDs制备结构化电极、结构化功能层和结构化封装层以及在OSLs中制备结构化染料掺杂聚合物以及结构化发光材料的方案。
纳米压印技术 有机电致发光器件 有机半导体激光器 nanoimprint lithography organic light-emitting devices organic semiconductor laser
