Laser- und Transporteigenschaften von Poly[(9,9-dioctyl-2,7-divinylenfluorenylen)-alt-co-(2-methoxy- 5-(2-Ethylhexyloxy)-1,4-phenylen)] (POFP) für die Anwendung diodengepumpter organischer Festkörperlaser

Hintergrund

Organische Halbleiter haben aufgrund ihrer Vorteile der mechanischen Flexibilität, der einfachen Lösungsverarbeitung und des geringen -Kostenfertigung [3,4,5]. Unter den organischen Halbleitermaterialien können konjugierte Polymere so gestaltet werden, dass sie eine Photolumineszenz-Quantenausbeute (PLQY), große stimulierte Emissionsquerschnitte und einen breiten Emissionsbereich über das sichtbare Spektrum haben [6], was neue Forschungen hinsichtlich der Möglichkeit ihrer Verwendung angestoßen hat als Verstärkungsmedien für optische Verstärker und elektrisch gepumpte Laser [7, 8]. Seit der Realisierung optisch gepumpter organischer Festkörperlaser (OSLs) aus Polymeren im Jahr 1996 [9] wurden viele Anstrengungen unternommen, um organische Verstärkungsmaterialien mit niedriger Schwelle zu synthetisieren. Wengeret al. berichteten, dass ein organisches Lasergerät auf Basis von Poly(9,9-dioctylfluoren-2.7-diyl-alt-benzothiadiazol) (F8BT) eine niedrige Laserschwelle von 6,1 μJ/cm ² . aufwies [10]. Gewellte Fluorencopolymere wie Poly(phenylenvinylen) (PPV), Polyfluoren (PF) und ihre Derivate sind aufgrund ihrer halbleitenden und guten Fluoreszenzeigenschaften von besonderem Interesse [11]. Es wird berichtet, dass solche grün und rot emittierenden Polymere Schwellenwerte für die verstärkte spontane Emission (ASE) im Bereich von 4,4 bis 10,0 μJ/cm ² . aufweisen [4]. In diesem Zusammenhang ist es nach wie vor wünschenswert, neuartige organische Verstärkungsmedien auf Basis von Fluorderivaten mit extrem niedrigen Schwellenwerten und hervorragenden Lasereigenschaften zu entwickeln.

Neben der Entwicklung neuer Materialien wurden verschiedene Methoden untersucht, um den optischen Gewinn von Polymeren in OSLs zu verbessern. Femtosekunden-gepulste Laser können als Pumpquelle verwendet werden, um niedrigere Laserschwellen zu erhalten [12], und zweidimensionale Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB) wurden verwendet, um den gleichen Zweck zu erfüllen [13]. Beispielsweise wurde Poly(2,5-bis(2′,5′-bis(2″-ethylhexyloxy)phenyl)-p-phenylenvinylen) (BBEHP-PPV) als Verstärkungsmedium für OSLs auf Basis einer zweiten Ordnung verwendet DFB in Samuels Gruppe, um Schwellenwerte nahe 1,2 μJ/cm ² . zu erreichen [14]. Der Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) ist ebenfalls eine effiziente Technik, bei der ein Energietransfer zwischen einem Gast- und einem Wirtsmaterial stattfindet, was zu einer Erhöhung der optischen Verstärkung führt [15]. Während diese Verfahren bereits einen beträchtlichen Erfolg bei der Verbesserung des optisch gepumpten Lasers erzielt haben, hat sich das elektrische Pumpen bis heute nicht als erfolgreich erwiesen, um eine Verstärkung oder ein Lasern zu erzielen. Eine Hauptherausforderung, die die Realisierung elektrisch gepumpter OSLs behindert, ist die begrenzte Stromübertragungskapazität organischer Materialien. Laut Berichten über die Laserschwelle optisch gepumpter organischer Farbstoff-dotierter Filme beträgt die Stromdichte ~ kA/cm ² ist notwendig, um eine Populationsinversion von elektrischen Pumplasern zu realisieren [16, 17]. Darüber hinaus bemühten sich die meisten früheren Arbeiten darum, die optische Extraktion durch die Herstellung optischer Mikroresonatoren zu verbessern, was einen komplizierten Prozess erforderte und den Trägertransport behindern könnte. Als Ergebnis ist es notwendig, ein vereinfachtes Mikrokavitätsschema zu entwickeln, wie z. B. ein Mikrohohlraum mit vertikaler Rückkopplung, der leicht herzustellen ist und ASE in der aktiven Schicht einschließen kann, was zu einer Verengung der spektralen Verstärkung führt [18]. Darüber hinaus wurden in unserer früheren Arbeit als alternativer Ansatz [19] diodengepumpte organische Lasergeräte vorgeschlagen, bei denen eine organische Elektrolumineszenzschicht (EML) als Pumpquelle verwendet wurde, während eine organische Laserfarbstoffschicht als effiziente Trägertransportschicht und Verstärkungsmedien.

In dieser Arbeit werden die Lasereigenschaften eines grünen konjugierten Polymers, Poly[(9,9-dioctyl-2,7-divinylenfluorenylen)-alt-co-(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4- Phenylen)] (POFP), wurden untersucht. Ein niedriger Schwellenwert von 4,0 μJ/cm ² für ASE mit einem hohen Qualitätsfaktor (Q-Faktor) von 159 wurden für dünne POFP-Filme erreicht, was darauf hinweist, dass es im Vergleich zu anderen Polymerfarbstoffen einfacher ist, durch Anregung mit einer extrem schmalen ASE zu verstärken. Die Transporteigenschaften von POFP wurden untersucht und zeigten, dass die Verwendung von POFP als Elektronentransportschicht die Effizienz von Geräten verbessern könnte. Schließlich wurde eine invertierte Struktur mit vertikaler Mikrokavität verwendet, um diodengepumpte organische Laser herzustellen, während POFP als optisches Verstärkungsmedium verwendet wurde. Es wurde festgestellt, dass die Spektren der Vorrichtungen eine deutliche Verstärkungsverengung mit signifikanter Strahlungsverstärkung zeigten. Die Entwicklung eines solchen Materials wird ein interessanter Ansatz für die zukünftige Forschung zu elektrisch gepumpten OSLs sein.

Methoden/Experimental

Für diese Studie wurde ein grünes Polymer POFP, das ein Derivat der PPV-Familie ist, von American H.W. SAND. Es ist eine reine Substanz mit einer durchschnittlichen Molekularmasse von 40.000 bis 80.000. Die Molekülstruktur ist in Abb. 1a dargestellt. Über die ASE- und Lasereigenschaften dieses konjugierten Polymers wurde bisher noch nicht berichtet. POFP wurde in Chloroform mit einer Gewichtskonzentration von 0,7 Gew.-% gelöst. Die Lösung wurde auf die Glassubstrate schleuderbeschichtet, um POFP-Dünnfilme mit unterschiedlichen Dicken zu erhalten, gefolgt von einem Tempern bei 60 °C für 20 Minuten.

a Die molekulare Struktur von POFP. b Die Absorptions-, PL- und ASE-Spektren von POFP-Dünnschichten

Nur-Loch- und Nur-Elektronen-Bauelemente wurden hergestellt, um die Ladungsträgertransporteigenschaften von POFP zu untersuchen. Die Strukturen der Nur-Loch-Geräte waren wie folgt:Gerät A:Glas/ITO (180 nm)/POFP (75 nm)/NPB (5 nm)/Al (100 nm) und Gerät B:Glas/ITO (180 nm .) )/NPB (80 nm)/Al (100 nm). Die Architekturen von Nur-Elektronen-Bauelementen wurden entworfen als:Bauelement C:Glas/Ag (180 nm)/BCP (5 nm)/POFP (75 nm)/Al (100 nm) und Bauelement D:Glas/Ag (180 nm) /BCP (5 nm)/Bphen (75 nm)/Al (100 nm). Als Lochtransportschichten wurde hier N,N′-Diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)-1,1′-biphenyl-4,4″-diamin (NPB) verwendet, während 4,7-Diphenyl -1,10-Phenanthrolin (Bphen) fungierte als Elektronentransportschicht. Als Lochblockierschicht wurde 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP) verwendet. Schließlich wurden die diodengepumpten OSLs mit POFP-Film als Verstärkungsmedium demonstriert. Zinksulfid (ZnS) wurde als Elektroneninjektionsschicht (EIL) für seine effiziente Elektroneninjektion verwendet [20], während das Molybdänoxid (MoO₃ ) wirkte als Lochinjektionsschicht (HIL). Die Gerätearchitekturen waren ITO/ZnS (2 nm)/POFP (150 nm)/AND:2wt%DSA-ph (10 nm)/NPB (10 nm)/2T-NATA (Gerät E:50 nm, Gerät F:125 nm)/MoO₃ (5 nm)/Al (100 nm).

Alle Geräte wurden in einer herkömmlichen Vakuumkammer durch thermisches Verdampfen organischer Materialien auf ein sauberes Glassubstrat hergestellt, das mit einer ITO-Schicht (150 nm dick, 15 Ω pro Blatt) beschichtet war. Vor der Verwendung wurden die Substrate im Ultraschallbad nach folgender Reihenfolge entfettet:Reinigungsmittel, deionisiertes Wasser, Aceton, Isopropanol und anschließend 15 min in einer UV-Ozon-Kammer gereinigt. Die typischen Abscheidungsraten von organischen Materialien, Ag und Al, betrugen 0,6, 0,1 bzw. 5,0 Å/s. Die durch die Überlappung zwischen den Elektroden definierte aktive Fläche des Geräts betrug 4 mm ² . im Normalfall.

Die ASE von POFP-Filmen wurde mit einem Nd:YAG-Laser (FTSS 355-50, CryLaS) bei einer Anregungswellenlänge von λ . gepumpt = 355 nm mit einer Pulsbreite von etwa 1 ns und einer Wiederholungsrate von 100 Hz durch Fokussieren des Anregungslichts mit einer Bestrahlungsfläche von 2,5 mm × 10 mm. Zur Einstellung der Anregungsintensitäten wurden eine Zylinderlinse und Neutralfilter verwendet. Die Emissionsstrahlung wurde vom Rand des Films in eine optische Faser gesammelt, die mit einem Spektrometer verbunden war. Die Photolumineszenz (PL)-Spektren wurden mit einem FLSP 920-Spektrometer gemessen, während das Absorptionsspektrum mit einem UV-Vis-Spektrophotometer (U-3900H, Hitachi) aufgenommen wurde. Die Elektrolumineszenz-(EL)-Spektren der Vorrichtungen wurden mit einem Photo Research PR-650 Spektrenabtast-Spektrophotometer gemessen. Die Strom-Spannungs-Kennlinie wurde mit einem Keithley 2400 Source-Meter gemessen. Die Messungen wurden im Dunkeln bei Raumtemperatur ohne Gerätekapselung durchgeführt.

Ergebnisse und Diskussion

Abbildung 1b zeigt die Absorptions-, PL- und ASE-Spektren von POFP-Dünnschichten. POFP zeigte eine starke Emission im grünen Bereich, die ihren Höhepunkt bei 512 nm mit einer Schulter bei 550 nm erreichte, während die Absorption bei 452 nm ihren Höhepunkt erreichte. Die Halbwertsbreite (FWHM) der PL-Spektren betrug 60 nm. Die ASE-Spektren von POFP, die von einem Nd:YAG-Laser bei 355 nm gepumpt wurden, zeigten einen Peak bei 548 nm. Tatsächlich bietet die starke Absorption im blauen Hauptbereich die Möglichkeit, POFP unter Verwendung von blauem OLED zu pumpen.

Abbildung 2a zeigt die Abhängigkeit von FWHM und der ASE-Ausgangsintensität von POFP-Filmen mit einer Dicke von 135 nm bei verschiedenen Pumpintensitäten. Wenn die Pumpintensität von 1 auf 20,0 μJ/cm ² . erhöht wurde , wurde festgestellt, dass die FWHM von 27,3 auf 3,5 nm abnimmt, während die ASE-Peakintensität signifikant verstärkt wurde. Der Übergang von der linearen zur superlinearen Abhängigkeit der ASE-Intensität als Funktion der Pumpintensität kann als Hinweis auf die ASE-Schwelle verwendet werden. Darüber hinaus wurde der Wert von FWHM bei einer höheren Pumpintensität stabil gehalten, was auf den Sättigungszustand von ASE hinweist. Die Schwellenenergien von POFP-Filmen mit unterschiedlichen Dicken von 60 bis 165 nm wurden dann gemessen, wie in Tabelle 1 zusammengefasst. Es wurde beobachtet, dass der POFP-Film einen niedrigsten Schwellenwert von 4,0 μJ/cm ² mit einer optimalen Dicke von 135 nm. Es ist bekannt, dass das Pumplicht nicht effektiv absorbiert werden kann, wenn der Film zu dünn ist; andernfalls würde die Extinktion bei dicken Filmen durch Streuung induziert. Abbildung 2b zeigt die Entwicklung des Emissionsspektrums von POFP (135 nm) mit steigenden Pumpintensitäten von 3, 4 und 16 μJ/cm ² . Die Verstärkungsverengung der ASE-Spektren konnte deutlich beobachtet werden.

a Abhängigkeit von FWHM (Quadrate) und Spitzenintensität (Kugeln) von POFP-Filmen (135 nm) bei verschiedenen Pumpintensitäten. b Die Entwicklung des Emissionsspektrums von POFP-Filmen (135 nm) mit zunehmender Pumpintensität

Ein weiterer wichtiger zu berücksichtigender Parameter ist der Q-Faktor, der die Fähigkeit beschreibt, Licht jeglicher Rückkopplungsstrukturen zurückzuhalten. Es kann verwendet werden, um die Vorzüge der ASE-Schwelle im Modell von Fabry-Perot-Resonatoren [21] zu bewerten. Der Q-Faktor von POFP beträgt rechnerisch 159, was im Vergleich zu 109 für das anorganische Material CaF₂ . ein relativ hoher Wert ist oder Si [22] und 65 für einen pyrenbeschichteten Starburst-Polymerfilm [7].

Um diodengepumpte OSLs mit POFP herzustellen, ist es von großer Bedeutung, seine Trägertransporteigenschaften zu verstehen. Zwei wild verwendete Materialien, NPB als Lochtransportmaterial und Bphen als Elektronentransportmaterial, wurden verwendet, um die Transporteigenschaften von POFP mittels Einzelträgervorrichtungen zu vergleichen. Wie in Fig. 3a gezeigt, wurden Vorrichtung A und Vorrichtung B hergestellt, um die Lochtransporteigenschaften zwischen POFP und NPB zu vergleichen. Die J –V Kurven zeigten eine offensichtlich unterlegene Lochtransportfähigkeit von POFP. Im Gegensatz dazu wurde die Elektronentransportcharakteristik von POFP (Vorrichtung C) als besser gemessen als die von Bphen (Vorrichtung D), wie in Abb. 3b gezeigt, was darauf hinweist, dass POFP als Elektronentransportmaterial in den OSLs fungieren sollte.

Die J –V Eigenschaften von a Nur-Loch-Geräte und b reine Elektronengeräte. Die Strukturen der Geräte sind in den Einsätzen dargestellt

1,4-Bis[N-(1-naphthyl)-N′-phenylamino]-4,4′-diamin/9,10-di(2-naphthyl)-anthracen (AND) dotiert mit blauem Dotierstoff p-bis(pN ,N-Diphenylaminostyryl)benzol (DSA-Ph) wurden als emittierende Schicht (EML) in OSLs zum Pumpen von POFP gewählt. Abbildung 4 zeigt das EL-Spektrum von AND:2 wt %DSA-ph und das Absorptionsspektrum von POFP. Das EL-Spektrum der EML zeigte einen Peak bei 468 nm, gefolgt von einem Schulterpeak bei 500 nm, der blaue Lichtemission zeigte. Es wurde festgestellt, dass POFP eine hohe Absorption in fast dem gesamten blauen Bereich aufweist, was einen großen Überlappungsbereich mit dem EL-Spektrum von EML ergibt, was die Möglichkeit der Energieübertragung bietet, um einen Energieeintrag von EML in die Medienschicht zu realisieren.

Das EL-Spektrum von AND:2wt%DSA-ph und das Absorptionsspektrum von POFP

Es ist bekannt, dass bei Mikrohohlraumvorrichtungen selbst eine kleine Reflexion einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung haben kann, was auf die molekularen Filme zurückzuführen ist, die zwischen der Metallelektrode und dem anderen Reflektor begrenzt sind. Eine solche Struktur kann als optischer Resonator arbeiten, um die Verteilungsmoden des optischen Felds zu bestimmen und die Verteilung der FWHM oder der Lichtstärke zu modifizieren. Um einen optischen Mikrohohlraum zu verwenden, um kohärentes Licht zu erhalten, ist ein Verfahren die Dünnfilm-Interferenztheorie. Basierend auf der Strahlinterferenztheorie ist die Beziehung zwischen der optischen Wegdifferenz δ und Phasendifferenz φ ist \(\upvarphi=\frac{2\uppi}{\uplambda}\updelta\). Wenn δ = mλ (m die positive ganze Zahl ist, steht für die Streifenordnung), wird es eine Interferenzverstärkung bilden. Wenn δ = (2m − 1)λ/2, kommt es zu destruktiver Interferenz. Unter Berücksichtigung der Bedingung der Interferenzverstärkung in einem Dünnschichtsystem beträgt die Dicke der Mikrokavität d sollte erfüllen d =mλ/2, um eine Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen. Umgekehrt, wenn die Dicke  d = (2m − 1)λ/4, wird die destruktive Interferenz auftreten.

Basierend auf dieser Theorie wurden durch EML mit Gleichstrom (DC) gepumpte POFP-Geräte hergestellt. Der optische Wegunterschied sollte δ . betragen = mλ, um eine Interferenzverstärkung zu erzeugen, wobei m sollte nur 1 betragen, da die Dicke des Films die Betriebsspannung der Geräte beeinflusst. Darüber hinaus hat die Brechkraft des Films einen Einfluss auf die Wellenlänge, wodurch  λ ^′ = λ/n. Im Allgemeinen ist der Brechungsindex n des organischen Films beträgt etwa 1,7. Als Ergebnis beträgt die Mindestdicke der Mikrokavität d _c zwischen metallischer Elektrode und POFP-Film, um eine Interferenzverstärkung zu erzielen, kann wie folgt berechnet werden:\( {d}_{\mathrm{c}}=\frac{\uplambda}{2n}=\frac{512\;\mathrm {nm}}{2\times 1,7}\approx 150\;\mathrm{nm}\). In ähnlicher Weise wurde die entsprechende Dicke der Mikrokavität zur Realisierung destruktiver Interferenz mit 75 nm berechnet.

In dieser Arbeit wurde eine invertierte Bauelementstruktur verwendet, um diodengepumpte OSLs herzustellen. Wir haben kürzlich herausgefunden, dass die Bauelementstruktur von ITO/ZnS/Bphen/AND:DSA-ph/NPB/MoO3/Al aufgrund der Bildung einer günstigen Grenzflächendipolschicht am Metallsulfid als extrem hocheffiziente invertierte OLEDs fungieren kann. organische Schnittstelle [20]. Darüber hinaus könnte die invertierte Struktur auch ein großes Anwendungspotenzial für eine längere Gerätelebensdauer haben, da sie Wasser und Sauerstoff unter empfindlichen Elektroneninjektionsmaterialien fernhalten kann [23]. Zusätzlich wurde 2T-NATA verwendet, um die Dicke der Mikrokavität einzustellen. Als Referenz wurde das Gerät mit destruktiver Interferenz-Mikrokavität hergestellt. Die Strukturen von invertierenden Geräten (Gerät E und Gerät F) sind in Abb. 5a gezeigt, während Abb. 5b die molekularen Strukturen der emittierenden Materialien zeigt.

a Strukturen von diodengepumptem OSL-Gerät E und Gerät F. b Molekülstrukturen der in den Geräten verwendeten emittierenden Materialien

Die Gesamtdicken von MoO₃ /2T-NATA/NPB/AND:2 Gew. % DSA-ph in den diodengepumpten lichtemittierenden Vorrichtungen betrugen 75 nm und 150 nm für Vorrichtung E bzw. Vorrichtung F, was mit der berechneten Mikrohohlraumdicke übereinstimmt. Elektronen und Löcher könnten sich in der EML kombinieren und blaues Licht emittieren, das POFP pumpt und ein spontanes Strahlungsspektrum erzeugt. Ein Teillicht kann anschließend an die POFP-Schicht reflektiert werden, während das von POFP stimulierte Licht schließlich eine Interferenz mit dem reflektierten Licht verursacht, um eine Verbesserung zu erzielen. Das AND fungierte hier als Wirt, während DSA-ph der Dotierstoff war. Zunächst wurde der Einfluss unterschiedlicher Dotierungskonzentrationen (1,0, 2,0 und 5,0 Gew. %) und verschiedener Dotierstoffe (DSA-ph und BCzVBi) auf die Leistung von OSLs untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Dotierungskonzentration von 2,0 Gew.-% und die Verwendung von DSA-ph als Dotierstoff die optimierte Leistung ergaben, wie in Zusatzdatei 1:Abbildungen S1 und S2 der Begleitinformationen gezeigt.

Abbildung 6a, b zeigen die Entwicklung der EL-Spektren mit steigender Spannung des diodengepumpten Bauelements E und des Bauelements F. Die Einschübe zeigen die Abhängigkeiten von Strahlung und FWHM bei verschiedenen Leistungsdichten. Es kann festgestellt werden, dass das EL-Spektrum beider Geräte einen Peak bei 512 nm mit einer Schulter aufwies, der den PL-Spektren von POFP ähnelte, was darauf hinweist, dass das austretende Licht von der Anregung von POFP stammt und durch EML stimuliert wurde. In den Einfügungen von Fig. 6 ist zu sehen, dass die FWHM von Gerät F mit zunehmender Leistungsdichte von 60 auf 32 nm abnahm, während eine sehr leichte Verengung der FWHM (von 62 auf 60 nm) bei Gerät E beobachtet wurde Das Phänomen kann der destruktiven und verstärkten Interferenz zugeschrieben werden, die durch die berechneten Dicken der Mikrohohlräume induziert wird. Außerdem wurde die Strahlungsdichte von Gerät F signifikant erhöht, wenn die Leistungsdichte höher als 34,0 W/cm ² . war , aber eine solche Verstärkung wurde in Gerät E nicht gefunden. Typischerweise könnten die Verengung der FWHM und die Strahlungsverstärkung als Lasercharakteristik betrachtet werden; die FWHM von 32 nm war jedoch immer noch zu breit, um als Laseremission betrachtet zu werden. In diesem Fall kann die in der Vorrichtung F mit Lasereigenschaften beobachtete Emission auf wellenleitende Wirkungen zurückgeführt werden. Es ist bekannt, dass Wellenleiter ausgezeichnete Raumfilter sind, Licht kann in einem nahezu beugungsbegrenzten Fleck aus dem Wellenleiter austreten. Beleuchtung kann auch resonant in das Substrat eindringen und sich dann neben dem Wellenleiter ausbreiten, was eine schmale Emission ergibt [24]. Darüber hinaus wird lumineszierender Mikrohohlraum auch als eine Struktur angesehen, die eine Emission mit ähnlichen Eigenschaften wie Laser induzieren kann. Die lokale Umgebung kann die spontane Emission eines Moleküls stark beeinflussen, und Mikrostrukturen und Mikrohohlräume im Wellenlängenbereich können die räumlichen, spektralen und zeitlichen Eigenschaften dieser Lichtemission durch Interferenzeffekte verändern, was zu schmalen Linienbreiten führen kann [21].

Entwicklung der EL-Spektren mit steigender Spannung des elektrisch gepumpten Geräts E a und Gerät F b . Die Einschübe zeigen die Abhängigkeiten von Strahldichte und FWHM bei verschiedenen Leistungsdichten

Diese Ergebnisse zeigten, dass die in dieser Arbeit gemessene Emission nicht der elektrisch gepumpte Laser war, sondern die Verengung des Spektrums und die Zunahme der Strahlung auf Lasermerkmale zurückgeführt werden können, was die Möglichkeit aufzeigt, organische Halbleiterlaser unter Diodenpumpen zu realisieren. Diese Ergebnisse zeigten auch die hervorragenden Lasereigenschaften und die elektrische Leistung von POFP als Verstärkungsmedium. Darüber hinaus haben wir den Einfluss verschiedener Polymere wie MEH-PPV auf die Leistung von OSLs im Vergleich zu POFP untersucht (siehe Zusätzliche Datei 1:Hintergrundinformationen, Abbildung S3). Es stellt sich heraus, dass POFP in Zukunft ein vielversprechenderer Ansatz für die Realisierung organischer elektrisch gepumpter Laservorrichtungen sein könnte, indem geeignete Schemata verwendet werden, z. P>

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend haben wir die photophysikalischen Eigenschaften und elektrischen Transporteigenschaften eines organischen Polymerlaserfarbstoffs, nämlich POFP, untersucht. Es wurde gezeigt, dass POFP einen extrem niedrigen ASE-Schwellenwert von 4,0 μJ/cm ² . aufwies und einen hohen Q-Faktor von 159 sowie eine überlegene Elektronentransportkapazität im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten ETL-Materialien. Darüber hinaus wurde POFP als Verstärkungsmedium für diodengepumpte OSLs verwendet, während eine invertierte Struktur mit vertikaler Wellenleiter-Mikrokavität entwickelt wurde, um eine Interferenzverstärkung zu erzielen. Bei den Geräten wurden Lasereigenschaften wie eine Spektrumsverengung und Strahlungsverstärkung beobachtet, was zeigt, dass es vielversprechend ist, POFP auf organische elektrisch gepumpte Halbleiterlaser anzuwenden.

Abkürzungen

ASE:

Verstärkte spontane Emissionen

DFB:

Verteiltes Feedback

EL:

Elektrolumineszenz

EML:

Elektrolumineszierende Schicht

FRET:

Förster-Resonanz-Energieübertragung

FWHM:

Volle Breite auf halbem Maximum

OLEDs:

Organische Leuchtdioden

OPV:

Organische Photovoltaik

OSL:

Organische Festkörperlaser

PL:

Photolumineszenz

PLQY:

Photolumineszenz-Quantenausbeute

Q-Faktor:

Qualitätsfaktor