界面材料PFN-Br的光放大性质及其在电泵浦有机激光中的应用潜力*张志远1)肖子晗1)邾珊1)张琪2)†夏瑞东1)‡彭俊彪3)1)(南京邮电大学,有机电子与信息显示国家重点实验室,信息材料与纳米技术研究院,南京210023)2)(南京邮电大学,有机电子与信息显示国家重点实验室,电子与光学工程学院,柔性电子(未来技术)学院,南京210023)3)(华南理工大学,发光材料与器件国家重点实验室,高分子光电材料及器件研究所,广州510640)(2023年5月13日收到;2023年7月25日收到修改稿)系统研究了水/醇溶性共轭聚电解质Poly[(9,9-bis(3′-((N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]dibromide(PFN-Br)的光放大性质,发现其具有较小的放大自发辐射(ASE)阈值(~11μJ/cm2)和ASE截止厚度(<50nm),是一种高效的蓝光(~456nm)增益介质.利用其对于有机溶剂的良好耐性,如甲苯等,分别在石英和ITO玻璃基底上制备了PFN-Br/F8BT以及PFN-Br/MEH-PPV双层器件.经过研究发现,PFN-Br界面层不会明显增加系统损耗并影响上层F8BT的光增益.然而,在ITO玻璃基底上,通过引入PFN-Br界面层,减少了ITO电极对MEH-PPV增益介质损耗,显著地降低了其ASE阈值(相比于没有PFN-Br界面降低约60%).这些发现说明了PFN-Br本身具备良好的增益性能,同时也是成熟的载流子传输界面功能材料,在有机激光领域应用前景十分广泛.关键词：有机半导体激光,放大自发辐射,聚合物薄膜,醇溶性聚合物PACS：42.70.Hj,42.60.Lh,78.40.Me,68.35.CtDOI:10.7498/aps.72.202307731引言有机聚合物半导体具备发光范围宽、化学结构易调节、机械柔性佳、制备工艺简单等优点[1−3],是理想的光电材料.基于聚合物有机半导体,人们已经开发了发光二极管(PLEDs)[4,5]、太阳能电池(PSCs)[6−8]以及固态激光器(OSLs)[9,10]等诸多不同类型的光电器件并实现产业化.在器件中,为了实现电荷的有效转移输运,用于提高载流子注入与传输效率的界面层显得尤为重要.其中,醇溶性聚合物界面材料因其良好的性能、可低温溶液法制备以及能够构建高稳定性的反型器件等特点,而受到广泛的关注[11].基于聚芴开发的Poly[(9,9-bis(3′-(N,N-di-methylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)](PFN)以及其衍生物Poly[(9,9-bis(3′-((N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-pro-pyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]dibromide(PFN-Br)等,就是一类应用非常广泛的醇溶性聚合物界面材料[12−15].这些界面材料溶于醇等...
