Organic Phosphorescence Lasing Based on a Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter

磷光 系统间交叉 激光阈值 材料科学 量子产额 光电子学 荧光 共发射极 量子效率 光化学 化学 单重态 原子物理学 光学 波长 物理 激发态
作者
Yongyu Cha,Shuai Li,Zuofang Feng,Rongjiao Zhu,Hongbing Fu,Zhenyi Yu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (44): 10424-10431 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c02688
摘要

Organic phosphorescence materials provide an opportunity to use triplets for lasing. However, population inversion based on phosphorescence is hard to establish, owing to low luminescent quantum efficiency and intensive optical loss. By comparison, thermally activated delayed fluorescence emitters exhibit excellent optical gain with the aid of the reverse intersystem crossing (RISC) process. In this work, we designed a multifunctional gain material, not only serving as a thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitter with excellent optical gain but also working as a phosphorescence source with high utilization of triplets. The lone pair of electrons in oxygen substitutions promotes a fast spin-flip and high delayed fluorescence quantum yield (ΦDF = 55%), enabling TADF amplified spontaneous emissions (ASE) of CH2Cl2 solution. Single-crystalline nanowires of H-aggregates effectively lower triplet energy levels with high phosphorescence quantum yield (ΦP = 27%), demonstrating Fabry-Perot mode phosphorescence lasing at 630 nm.
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