“H”型纳米线异质结的可控组装及其光子学应用

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纳米光子学主要研究如何在微纳尺度上对光子进行操纵、调节和控制。以光子学功能为导向,可控构筑复合微纳结构和光子学元件对集成光路的实现和性能优化至关重要。有机半导体作为一类重要的光子学材料,具有荧光量子效率高、分子可剪裁、易柔性加工等优势,因此在构建特定光学功能的微纳结构方面具有明显优势。然而,由于缺乏对分子结构、组装过程、形貌调控与材料光学性能间相互影响关系的深入理解,可控构建预期的多组分纳米异质结构依然是光子学和材料科学领域面临的很大挑战。

中国科学院化学研究所的赵永生研究员研究团队在设计组装具有特定光子学功能的纳米线异质结方面的研究取得重要进展。他们从研究分子间相互作用与有机分子自组装行为的关系着手,选择特定结构的有机能量给受体分子,利用在液相组装中不同分子的协同组装过程,构建了两侧为能量受体中间为能量给体的“H”型有机纳米线异质结。通过对不同分子间的相互作用方式的理论模拟和对于协同组装过程的原位观测,他们清楚地阐述了“H”型纳米线异质结的组装机理,并研究了异质结构中的界面激子转移过程。这些稳定的纳米线异质结展现了有效的界面能量转移行为,通过控制激发位点和激发光能量,改变能量转移效率和激子数量,研究人员实现了对光信号输出的有效调控,并实现了微型光开关器件,为有机纳米光子学材料的合理设计和器件的可控构筑提供了重要的借鉴。相关论文在线发表在Adv. Sci.(DOI: 10.1002/advs.201500130)

相关工作得到了国家自然科学基金,中国科技部,中国科学院战略性先导科技专项(B类)的资助。

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