经联苯改性的苯并双噁唑衍生物：具有较低的浓度猝灭效应和较低的放大自发辐射阈值，适用于有机半导体激光器

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Biphenyl-Modified Benzobisoxazole Derivatives with Reduced Concentration Quenching and Low Amplified Spontaneous Emission Thresholds for Organic Semiconductor Lasers

降低受激发射阈值的新型有机半导体材料研究，通过引入二苯并[b,d]恶唑（BZ）单元至苯并二氧唑（BOX）核心，有效抑制浓度淬灭并提升材料性能。BZ衍生物在固态薄膜中表现出更低的ASE阈值（0.38 μJ cm?2）和优异光稳定性，其大斯托克斯位移（>120 nm）显著缓解偶极相互作用，电子传输效率达10?3 cm2/Vs，为有机激光器提供新候选材料。

　　

在这项研究中，我们研究了6,6′-联苯[d]噁唑（BZ）衍生物，这些衍生物在苯并双噁唑（BOX）核心结构中引入了联苯单元，从而实现了更低的自发辐射（ASE）阈值。BOX衍生物的ASE阈值约为1 μJ cm^–2，并且表现出良好的光稳定性。然而，即使在4,4′-联（咔唑-9-基）联苯（CBP）薄膜中掺杂6 wt%的BZ衍生物，其光致发光量子产率（PLQY）也会因浓度猝灭效应而降低。减轻薄膜中的浓度猝灭现象有望进一步降低ASE阈值。由于浓度猝灭主要是由偶极-偶极相互作用引起的，而增加斯托克斯位移可以抑制这种作用，因此我们专注于使用BZ衍生物来降低BOX衍生物的刚性。结果表明，BZ衍生物的斯托克斯位移比BOX衍生物更大，有效减轻了薄膜中的浓度猝灭现象。当BZ衍生物在CBP薄膜中掺杂6 wt%时，其ASE阈值低于1 μJ cm^–2。值得注意的是，BZCz2的ASE阈值异常低，仅为0.38 ± 0.06 μJ cm^–2，甚至低于4,4′-联[(N-咔唑)苯乙烯]联苯（BSBCz）。此外，BZ衍生物还表现出优异的光稳定性和高效的电子传输性能，凸显了它们作为有机半导体激光材料的巨大潜力。