苏州大学廖良生/王雪东团队：基于多晶相的有机低维异质结构及其光子学应用
苏州大学功能纳米与软物质研究院廖良生教授和王雪东副教授课题组基于自主设计的有机小分子m-B2BCB，首次实现了由一种有机分子材料的不同晶相自组装而形成有机低维异质晶态结构，并构筑了基于该异质结构的光子逻辑门元件。
有机低维异质结构是由多种低维晶态结构复合而成的多级结构，可以利用不同类型的低维结构的协同作用获得单一结构所不具备的物理化学性能，进而实现不同的光电性能。因此，构筑具有新颖结构的有机低维异质结构，可为多功能光电器件的集成提供新的研究思路。有机低维异质结构往往需要由不同的材料分子组成，但多种分子材料之间由于具有不同的晶格参数，从而限制了有机低维异质晶态结构的制备合成。更值得注意的是，多种材料在生长过程中的相分离现象使得有机低维异质结构的控制合成具有更大的挑战性。
最近，王雪东副教授等人基于其自主设计合成分子m-B2BCB的多种晶相，成功制备了由其一维棒状α相和二维片状β相自组装形成的有机低维异质结构。研究表明，易于形成的异质结构是α相（001）晶面与β相（010）晶面之间低的晶格失配率（5.8%）所致。不同的有机晶相具有不同的光学性能，从而可以使所合成的有机异质低维结构展示出不同的发光性能。该异质低维结构具有枝杈型结构，可以实现多端口的光子输入及输出等特性。结合多晶相不同的光学性能及异质结构的多通道结构，作者成功构筑了基于该有机低维异质结构的光子逻辑门元件。
这项工作展示了基于单一分子多种晶相的有机低维异质结构控制合成的可行性，为有机光子学应用提供了物质结构生长的新途径。论文第一作者为苏州大学硕士研究生余悦，通讯作者为王雪东副教授。
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作者简介
王雪东，副教授，主要从事有机半导体分子微纳晶态结构的可控制备及其光子学研究。具体是从分子结构、激发态化学、低维晶态材料结构及其光子学功能的角度，在理论上研究有机分子聚集体与光子产生/传输机制的关系，在实践上探索有机低维晶态结构的可控合成及其光子学集成器件构筑，建立“分子结构-分子聚集体-微纳晶结构-光子学性能”的内在联系，为有机集成光子学以及有机电泵浦激光的最终实现提供了研究基础。研究成果以第一或通讯作者在Nat. Commun.，Matter，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.，Small，J. Phys. Chem. Lett.等国际重要学术期刊发表论文37篇。