文章来源:科技日报

科技日报记者 张佳欣 报道
先说一项突破性发现:日本京都大学研究团队近期成功开发出一种全新的有机发光分子。其最大亮点在于,无需激光般强大的激发条件,就能发出接近单色光的超窄带光——直接颠覆了“自发辐射必然产生宽光谱”的传统认知。换言之,如果这项成果能够顺利落地,下一代有机发光二极管(OLED)的色彩纯度有望实现质的飞跃。相关研究论文已发表于最新一期《自然》杂志。
当前,无机LED与OLED已广泛覆盖照明和显示领域。尤其是OLED,凭借高分辨率、低功耗等优势,成为智能手机和电视屏幕的主流选择。但一个难以回避的硬伤是:所有LED本质上都依赖自发辐射发光,天然具有较宽的发射光谱。若能将这种自发辐射带宽压缩至接近单色光的极限,其应用价值将呈指数级增长——这恰恰是光子学领域多年来孜孜以求的目标。
为了进一步压缩发光带宽,研究团队另辟蹊径:他们设计了一种名为m-CzB10-Mes的新型有机分子,核心思路是在空间上扩展并增强多重共振效应。该分子拥有梯形纳米碳骨架结构,合成难度颇高。但团队采用“一锅硼化法”,通过一步反应嵌入10个硼原子,成功制备出目标化合物。
实验效果如何?用此分子制成的发光体,发射带宽远窄于传统多重共振材料。更值得一提的是,它还兼具热激活延迟荧光性能,发光谱线窄至接近激光研究中常见的放大自发辐射水平——完全不需要借助强激发来实现受激辐射。这意味着,无需大功率即可获得近似激光的纯度,对OLED而言极具吸引力。
当然,现实并非完美无缺。当这种材料被实际应用于OLED器件时,发光带宽仍会出现轻微展宽。这说明,如何控制固态下分子间的相互作用,依然是一道棘手的难题。研究团队也坦言,下一步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。一旦这条路径打通,超高色彩纯度的新一代LED将不再是实验室里的展品。
