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Tension Induced Photoluminescence Enhancement in an Organic Single Crystal

材料科学 光致发光 微晶 单晶 平面度测试 光电子学 二面角 纳米技术 光化学 分子 化学物理 结晶学 化学 氢键 有机化学 冶金
作者
Chunjiao Wang,Tao Zhang,Lan Zhang,Junhui Wang,M. Ge,Yidan Hu,Jingwei Huang,Le Mei,Tao Wang,Xiankai Chen,Wei Du
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (45)
标识
DOI:10.1002/smll.202403035
摘要

Abstract Organic single crystals possess distinct advantages due to their highly ordered molecular structures, resulting in improved stability, enhanced carrier mobility, and superior optical characteristics. However, their mechanical rigidity and brittleness impede the applications in flexible and wearable optoelectronic devices. Here, photoluminescence (PL) emission from 2,6‐diphenylanthracene (DPA) single crystals is studied under tensile strain, which shows PL enhancement by more than two times with a strain of ≈1.42%. Such a tension induced PL enhancement is reversible, exhibiting no clear optical degradations during 100 cycles of bending and recovery processes. Theoretical calculations reveal that the deformation of molecular structure under strain induces a decrease of the dihedral between anthracene and benzene moieties in DPA molecules. Further, the increased molecular conjugation enhances the molecular oscillator strength, leading to the brightened PL emission. Meanwhile, with the decreased dihedral, the molecular vibrations in DPA crystals are suppressed, which can reduce the non‐radiative decay rate. In contrast, no tension induced PL enhancement is observed in polycrystalline DPA thin films as the strain can be released via the grain boundaries. This study highlights the superior optical performance of DPA single crystals under strain field, which will provide new possibilities for DPA‐based flexible devices.
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