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光互连是精确调控有机光子学回路中光子传输的关键，已在纳米科学和技术中受到了广泛关注。具有独特的多通道和多维度光子传输的有机枝杈异质结构，在实现微/纳米尺度的光调制和光互连方面展现出了诱人的前景。然而，由于多材料组合自组装过程中的复杂外延生长关系，合理设计和精确合成具有明确结构的有机枝杈异质结构仍然具有挑战性，限制了其在有机光子学中的研究与运用。
近日，苏州大学王雪东教授，卓明鹏博士和王作山教授等人，通过基于晶格匹配的外延生长过程，精确自组装合成了具有可调空间构型的有机枝杈型异质结构，并应用于有机光子学中的光互连。
通过调控过饱和浓度和多层次分子间非共价作用，实现有机分子材料DSB和BPEA的有序成核。进一步利用DSB (010)晶面和BPEA (20-2)晶面完美的晶格匹配（匹配率：98.2%），实现了BPEA晶体在预先成核生长的DSB微纳晶体(010)晶面上的外延生长，精确合成了有机枝杈异质结构。
通过过饱和浓度控制DSB晶体自组装方法热力学和动力学生长过程，实现DSB微米棒、正方形微米片和正六边形微米片的可控合成，进一步通过BPEA晶体的选择性外延生长，实现了三种多维度的有机枝杈异质结构的精确合成。此外通过过饱和浓度，实现了BPEA微米线枝杈数目的精确调控。 利用DSB和BPEA分子材料的能级匹配，实现从DSB到BPEA的单向能量传递和高能激子向低能激子转换，操纵异质结构中的主动/被动光波导模式，获得激发位置依赖的光波导特性。进一步结合有机枝杈异质结构特有的多通道耦合输出特性，获得了从蓝色到橙色和绿色可调的输出光信号，实现了光互连功能。 最终，基于有机光互连枝杈异质结构中不同输出通道的两个基础光学参数：发射颜色和发光强度，实现了二维光子条码应用。该工作不仅为构建有机多级异质结构提供了更深入的理解，并为实现复杂的光子回路做出了贡献。 论文信息 Organic Branched Heterostructures with Optical Interconnects for Photonic Barcodes Yang Su, Bin Wu, Song Chen, Ji-Hao Sun, You-Jun Yu, Ming-Peng Zhuo, Zuo-Shan Wang, Xue-Dong Wang 文章的第一作者是苏州大学的硕士研究生苏扬和吴斌。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202117857
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