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Ultraviolet Organic Laser from Rhombus Microcrystal: Benefits of Single-Molecule Emission from Twisted Structure
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-01-22 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c03106 Lin Chen 1, 2 , Jiangli Cai 2 , Yingying Zhen 2 , Changjin Ou 3 , Xuehua Ding 2 , Jinyi Lin 2
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-01-22 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c03106 Lin Chen 1, 2 , Jiangli Cai 2 , Yingying Zhen 2 , Changjin Ou 3 , Xuehua Ding 2 , Jinyi Lin 2
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Light-emitting molecular crystals with efficient emission behavior are crucial for fabricating low-threshold ultraviolet organic lasers. Herein, we demonstrated a rhombus microcrystal from a fluorene-based conjugated molecule (CL-1) with robust emission behavior for an ultraviolet organic laser. Due to the synergistic effect of twisted intramolecular conformation and weak π-interaction, the CL-1 single crystal showed an extremely high photoluminescence quantum yield (PLQY) of ∼82%, due to their single-molecule excitonic behavior. Considering the diverse noncovalent interactions, CL-1 molecules easily self-assembled into the rhombus microcrystals. Finally, a low-threshold ultraviolet organic laser was fabricated with a sharp emission at 379 nm, attributed to the 0–1 vibration band of a single CL-1 molecule, also further confirming the single twisted-molecule emission in crystal states. Precisely controlling the intramolecular twisted structure and intermolecular interaction of organic conjugated molecules is a precondition to obtain robust ultraviolet emission for optoelectronic applications.
中文翻译：
菱形微晶紫外有机激光器：扭曲结构单分子发射的优点
具有高效发射行为的发光分子晶体对于制造低阈值紫外有机激光器至关重要。在此，我们展示了一种来自芴基共轭分子 (CL-1) 的菱形微晶，其对于紫外有机激光器具有强大的发射行为。由于扭曲的分子内构象和弱π相互作用的协同效应，CL-1单晶由于其单分子激子行为而表现出极高的光致发光量子产率（PLQY）~82%。考虑到多种非共价相互作用，CL-1分子很容易自组装成菱形微晶。最后，由于单个 CL-1 分子的 0-1 振动带，制造了在 379 nm 处具有尖锐发射的低阈值紫外有机激光器，也进一步证实了晶态下的单个扭曲分子发射。精确控制有机共轭分子的分子内扭曲结构和分子间相互作用是获得光电应用稳定的紫外发射的先决条件。
更新日期：2024-01-22
中文翻译：
菱形微晶紫外有机激光器：扭曲结构单分子发射的优点
具有高效发射行为的发光分子晶体对于制造低阈值紫外有机激光器至关重要。在此，我们展示了一种来自芴基共轭分子 (CL-1) 的菱形微晶，其对于紫外有机激光器具有强大的发射行为。由于扭曲的分子内构象和弱π相互作用的协同效应，CL-1单晶由于其单分子激子行为而表现出极高的光致发光量子产率（PLQY）~82%。考虑到多种非共价相互作用，CL-1分子很容易自组装成菱形微晶。最后，由于单个 CL-1 分子的 0-1 振动带，制造了在 379 nm 处具有尖锐发射的低阈值紫外有机激光器，也进一步证实了晶态下的单个扭曲分子发射。精确控制有机共轭分子的分子内扭曲结构和分子间相互作用是获得光电应用稳定的紫外发射的先决条件。
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