有机固态激光器对光子应用至关重要，但电流驱动激光器是应用物理和材料科学发展的巨大挑战。虽然可以在电泵浦激光器中使用p- / n-型有机半导体产生电荷转移络合物(即两个/多个分子之间或大分子中的电子给体 - 受体络合物)，但现有的困难是由于非辐射损失引起的。到非定域的电荷转移状态(CT)。在最近的一份报告中，Kang Wang和中国化学，分子纳米结构和纳米技术部门的一组研究人员通过激子漏斗在具有n型掺杂的p型有机微晶中证明了CT复合物的持久作用。
它们包围了局部形成的CT复合物，这些CT复合物含有窄带隙，具有高能量的宿主，起到人工捕光系统的作用。他们使用宿主捕获所产生的激发光能，以将其作为激子漏斗的功能递送至CT复合物，以便有益于激光作用。王等人。预计初步结果将深入了解光捕获系统中的激子漏斗，以开发高性能有机激光器件。新的结果现在可以在Science Advances上获得。
由于从多频带通信到全色激光显示器的实际应用，在整个可见光谱中起作用的有机半导体激光器越来越受关注。虽然它们难以实现，但电泵浦有机激光器可以推进现有的激光技术，以与有机发光二极管相媲美。
王等人。通过向电子供体/受体宿主基质中加入少量电子受体/供体，形成局部CT复合物。该装置包含具有窄带隙的CT复合物，被具有高能级的主基质包围，以用作人工光捕获天线。收获的激发光能产生的激子被转移到受体下游，作为“激发漏斗”。在目前的工作中，Wang等人研究了光捕获系统中激子漏斗的过程，为设计提供了指导。用于电泵浦激光器的性能有机光电材料。
为了合成光捕获微晶，Wang等人。使用称为OPV的氰基取代的分子(对于低聚 - (α-亚苯基亚乙烯基)-1,4-双(R-氰基-4-二苯基氨基苯乙烯基)-2,5-二苯基苯)和富勒烯(C 60)。这两种分子满足条件;
他们将C 60引入OPV以实现光捕获能力并平衡载流子迁移率。OPV和C 60相互作用形成具有窄带隙的局部CT复合物，以在光捕获系统中起到受体的作用。王等人。使用液相自组装合成掺杂有可控量的C 60的OPV微晶，以形成强的分子间相互作用并设计一维结构，他们使用扫描电子显微镜(SEM)图像确认。
OPV微晶以其纯净的形式呈现出明确的线状外观，表面光滑平整。在引入C 60后，得到的微晶保持相似的形态，表明C 60没有显着改变OPV晶体的形态。科学家使用拉曼光谱，透射电子显微镜(TEM)，选择区域电子衍射(SAED)和X射线衍射验证了晶体微丝的结构。结果表明在其基质中掺杂有C 60的OPV存在很强的存在。
C 60和OPV分子之间的相互作用产生了新的CT状态，Wang等人使用吸收光谱证实了这种状态。当在紫外激发(UV)下观察时，C 60 @OPV分子显示红色发射，与纯OPV微丝中的黄色发射和C 60微丝中的非发光形成鲜明对比。科学家利用光致发光确定了C 60 @OPV 晶体的新CT激发态，并计算了能量转移的效率，以显示分子间的有效漏斗电位和光捕获微晶的CT状态下的有效能量积累。
为了深入了解能量轨道水平的光捕获系统，Wang等人。进行了理论研究并计算了单独分子和C 60 -OPV CT复合物的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)。虽然OPV的HOMO电子密度分布在整个分子上，但LUMO主要位于分子的不同位置。利用实验和理论结果，Wang等人。绘制了光捕获系统中激子演化的能量图，并观察了形成激子漏斗的综合过程。
研究人员随后使用微光致发光(micro-PL)系统进行光泵浦激光测量以测试光捕获微丝中的激光性能。他们在不同泵浦强度下验证了C 60 @OPV微丝中激光的发生，并通过将不同浓度的C 60掺入OPV宿主来控制CT复合物的发射。科学家们可以调整当前工作中的光捕获分子，为进一步研究中最终合成有机激光二极管提供关键步骤。
通过这种方式，Kang Wang及其同事报告了激发漏斗并刺激了光捕获有机半导体微晶的发射。利用理论和实验证明，他们控制CT复合物以获得有效的激光，并调节光捕获微晶的发射，从而构建宽波长可调微激光器。虽然目前结果仅提供了对光捕获系统中的激子漏斗过程的详细了解，以实现电驱动的有机激光器。这项工作的成果为开发高效有机材料和实现全色激光电驱动激光提供了一条有希望的途径 显示在未来。