柔性有机晶体因具有易加工、可弯曲和优异的光传输性能,在集成光子器件、光通信等领域展现出广阔应用前景。然而,现有有机光波导晶体的输出光颜色和亮度通常由材料本身决定,难以在不改变晶体结构的情况下实现连续、可逆调控,这成为制约其在智能光子器件中应用的重要瓶颈。

针对这一难题,娱乐城 张红雨教授团队设计并合成了一种近红外柔性有机晶体,提出了一种无需接触、无需改变材料结构的光波导整体调控新策略。研究通过分子设计赋予材料分子内电荷转移特性,使其在保持柔性的同时实现稳定的深红至近红外发光,并形成吸收与发射光谱的大范围重叠,向光波导晶体引入光子再吸收效应,使波导输出波长能够随传播距离连续变化,可在730–824 nm范围内实现近红外发光调控;同时,结合晶体的光热转换性能和温度依赖的荧光淬灭效应,仅通过调节输入激光的照射功率,即可远程、快速、可逆地控制波导输出光强。该研究实现了单一晶体中输出波长和光强的双模式调控,为柔性近红外光子器件、集成光通信和可重构光学系统的发展提供了新的材料体系和设计思路。

该研究成果以"Breaking the Fixed Output: Harnessing Photonic Reabsorption and Photothermal Effects for Tunable NIR Waveguiding in a Flexible Organic Crystal"为题,发表在Angewandte Chemie International Edition (Angew. Chem. Int. Ed. 2026. DOI: 10.1002/anie.5856537)。娱乐城 硕士研究生李子昂为第一作者,娱乐城 张红雨教授为通讯作者。

图1.柔性近红外有机晶体实现光波导输出波长与光强的双模式可逆调控。

本研究得到了教育部基础学科和交叉学科突破计划(JYB2025XDXM401)和国家自然科学基金(52373181)项目资助。

论文链接://doi.org/10.1002/anie.5856537