一种基于三氟甲基苯功能化的螺芴有机激光材料、微晶制备与应用

技术领域

本发明涉及有机电致发光技术领域，具体为一种基于三氟甲基苯功能化的螺芴有机激光材料、微晶制备与应用。

背景技术

激光因为其亮度高、単色性好等优点，作为一种新型光源，广泛应用于化学、物理以及生物等研究领域。目前激光按照激光材料可以分为有机激光和无机激光。1974年，基于纯蒽晶体的激射被报道，1992年，美国科学家Daniel Moses报道了基于溶液态的MEH-PPV纯物质的激光发射。有机激光增益介质，由于其的制备简单、成本廉价以及结构易于修饰等特点，近几年来，有机激光受到广泛关注，各种从紫外到红外光谱的有机激光材料被报道。

而目前报道的有机固体激光器件主要是通过薄膜态，薄膜的形貌、结构以及结晶度受到外界环境的干扰，重复性并不是很好，基于此，利用有机微晶结构，通过可控的微晶制备技术，将谐振腔从外加腔体变为增益介质的内置腔体的结构，通过对微晶形貌的控制，改变内置谐振腔结构，调节激光的性能，是有机激光器的性能提高，阈值降低，推动有机激光发展。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提出一种基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料、微晶制备与应用，通过改变中间的螺芴基团和螺芴基团上的取代基团，调控分子π共轭体系、拓扑结构、电子结构和溶解性，调节材料的光电特性，表现出较高的光热稳定性和载流子迁移率。通过溶解良溶剂二氯甲烷，加入不良溶剂乙醇，瞬间得到该材料的微晶，该微晶具有一维棒状或者二维片状以及三维多面体结构，用于有机非掺杂微晶激光器件半导体激光领域，本发明提供的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料具有良好的热、化学稳定性，较高的发光量子效率和合成产率高的优点。基于该微晶表现出较低的ASE阈值，在有机半导体激光器件和有机电致发光器件具备潜在的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料，其特征在于：该化合物以2个三氟甲基苯基团为封端基团，通过n个螺芴基团桥联，具有如下通式I的结构：

所述通式I中R

进一步的，所述螺芴具体为下列结构中的一种：

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料的微晶，为一维棒状，其棒的直径为100-200纳米，长度在10-20微米。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料的微晶，为二维片状结构，其形状为平行四边形，厚度在100-200纳米，面积在0.1-0.25平方微米。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料的微晶，为三维多面体为四面体、六面体、八面体和十面体，长度为1.0-2.5微米。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料作为发光主体材料的应用，所述材料可作为增益介质，用于有机光电子器件。。

本发明提供一种基于三氟甲基苯功能化螺芴有机微晶激光材料制备方法，包括以下步骤：

第一步，将一定量的以权利要求1和2中所述的一种基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料溶解在二氯甲烷溶液中，搅拌使其充分溶解；

第二步，上述溶液在搅拌情况下，迅速加入乙醇溶液，搅拌五分钟；

第三步，放置1小时-6小时后，样品经过离心，离心机的转速为8000-15000rpm，时间10-20min，即得到一种基于三氟甲基苯功能化螺芴类微晶材料。

有益效果：与现有技术相比，本发明通过改变中间的螺芴基团和螺芴基团上的取代基团，调控分子π共轭体系、拓扑结构、电子结构和溶解性，调节材料的光电特性。其结构简单，具有良好的光、热稳定性，合成工艺简单，产率很高，便于产业化。其有机微晶材料制备不需要添加任何表面活性剂，形貌规整，其ASE阈值较低，可以应用于有机激光增益介质等有机电子领域。

附图说明

图1为根据本发明通式结构；

图2为根据本发明一实施例2的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料1的晶体结构和堆积图；

图3为根据本发明一实施例2的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料2的晶体结构和堆积图；

图4为根据本发明一实施例2的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料3的晶体结构和堆积图；

图5为根据本发明一实施例4的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料3的溶液态的吸收和发射光谱；

图6为根据本发明一实施例6的基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料3的微晶ASE曲线。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照附图对本发明进行更加全面的描述。本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例。相反的，提供实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

如附图所示，下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，具体包括合成、性质表征、微晶的制备和ASE测试，但以下实施实例并不限制本发明。

实施例1前驱体1、2和3的合成

前驱体1、2和3结构如下所示：

前驱体1、2和3的合成方法相同，此处以前驱体1合成为例，具体合成路线和步骤如下：

2,7-二溴螺芴(2.37g，5mmol)、双联频哪醇硼酸酯(3.04g,12mmol)、Pd(OAc)

实施例2基于螺芴的三氟甲基苯类有机激光材料1、2和3的合成

其结构式如下所示：

实施例3基于螺芴的三氟甲基苯类有机激光材料1、2和3的合成方法相同，此处基于螺芴的三氟甲基苯类有机激光材料1合成为例，具体合成路线和步骤如下：

3,5-双三氟甲基溴苯(0.64g，2.2mmol)、前驱体1(0.57g，1.0mmol)、Pd(PPh

基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料1、2和3的单晶结构见图1、2和3。

实施例4本实施例是对实施例2中制备的材料3的吸收和发射光谱的测试

将基于三氟甲基苯功能化螺芴有机激光材料3配成浓度为10

实施例5本实施例是对实施例3制备的材料的有机激光材料3微晶的制备

上述有机激光材料3微晶制备过程：将有机激光材料3配置成浓度为5mM/ML的二氯甲烷溶液，快速向上述溶液滴加一定量的不良溶剂乙醇，快速搅拌5分钟，静置生长1小时后，用离心机，其转速8000转/分，分离出沉淀物，用水反复离心洗涤，得到上述材料微晶材料。通过显微镜其相貌见图5，为二维平行四边形结构。

实施例6本实施例是对实施例5制备的微晶材料的ASE测试

上述有机激光材料3微晶分散在石英片中，放置于低温样品台，通过自搭建的微区激光测试系统进行微晶ASE测试，其激发光源为美国相干公司的Libra-F-HE型飞秒激光器(重复频率1000Hz,输出波长800nm)，通过泵浦Oper A Solo型光学参量放大器所得的325nm飞秒激光光激发样品，得到的ASE曲线如图6所示，显示出较低的激光阈值。

在上述实施例中可以实现全部功能，或根据需要实现部分功能。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。