uma, a síntese esquemática de microcristais híbridos ZJU-68 hierarquicamente montados com corante. bi, as micrografias ópticas de ZJU-68 (b) e microcristais ZJU-68 montados em corante hierarquicamente (c-i), Barra de escala, 10 μm. Crédito:Huajun He, Yuanjing Cui, Hongjun Li, Kai Shao, Banglin Chen e Guodong Qian
Já que diferentes tecidos, células ou bioquímicos têm diferentes (como óptico, térmicas e acústicas) para diferentes comprimentos de onda de luz, uma fonte de luz com saída multicor de visível a infravermelho próximo (NIR) fornece os fundamentos para detecção / imagem multimodal / multidimensional. Por outro lado, as propriedades de polarização da luz fornecem uma oportunidade para a análise e processamento de sinais de luz dispersos e também podem ajudar a obter informações estruturais ricas em materiais biológicos. Além disso, lasers micro-nano de modo único atendem aos requisitos de aplicação de dispositivos fotônicos miniaturizados com alta precisão de informações, evitando falsos sinais e interferência sobreposta de diferentes sinais ópticos, que têm o potencial de alcançar detecção / imagem direcionada de várias células e moléculas quando combinadas com características de saída multicoloridas. Se um material pode combinar as vantagens da saída multicolorida de banda larga, polarização e micro-nano lasing de modo único, é muito útil para sensoriamento bioquímico miniaturizado multimodo ou imagem, mas não há nenhum relatório de materiais correspondentes até o momento.
Em um novo artigo publicado em Ciência leve e aplicações , um grupo de pesquisa liderado pelo professor Guodong Qian, do Laboratório Estadual de Materiais de Silício, Centro Cyrus Tang para Materiais e Aplicações de Sensor, Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade de Zhejiang, A China relatou a montagem hierárquica de diferentes moléculas de corante com base em um processo de homoepitaxi em um micro-ressonador de estrutura metálica orgânica (MOF) híbrido hospedeiro-convidado para atingir laser polarizado de modo único de três comprimentos de onda em verde, vermelho e NIR. A montagem segmentada e orientada de diferentes moléculas de corante dentro do microcristal MOF (denominado ZJU-68) atuando como um ressonador encurtado, ajuda a alcançar lasing monomodo multicolorido dinamicamente controlável com um limite baixo de lasing de três cores de ~ 1,72 mJ / cm 2 e grau de polarização> 99,9%. Além disso, o laser de modo único de três cores resultante possui a maior cobertura de comprimento de onda de ~ 186 nm (faixa de ~ 534 nm a ~ 720 nm) já relatada. Os pesquisadores resumiram suas ideias:
"É bem conhecido que o efeito de confinamento espacial da estrutura metal-orgânica pode reduzir muito a têmpera causada por agregação (ACQ) de sistemas de corantes orgânicos. No entanto, quando precisamos carregar diferentes moléculas de corante para ampliar a banda de emissão, como devemos tentar evitar a transferência de energia adversa entre si, especialmente para o sistema de laser que requer um ganho óptico extremamente grande? Felizmente, encontramos uma das soluções, essa é a combinação de montagem in situ e crescimento epitaxial. "
a-c, os espectros de lasing de modo único de diferentes segmentos de cristal carregados com corante em um único microcristal de corantes ZJU-68? hierarquicamente híbrido. d, o lasing anisotrópico de modo único de três cores no microcristal híbrido. e, O desempenho do laser de varredura em um único microcristal híbrido hierárquico. Barra de escala, 10 μm Crédito:Huajun He, Yuanjing Cui, Hongjun Li, Kai Shao, Banglin Chen e Guodong Qian
"Claro, a correspondência de tamanho entre os canais da estrutura hospedeira e as moléculas de corante também é um fator importante para a montagem hierárquica final bem-sucedida. Porque precisamos que os segmentos de cristal carregados com corante preparados não vazem as moléculas de corante anteriores durante o processo de crescimento epitaxial ", acrescentaram.
"Esses microcristais híbridos baseados em MOF podem ser seletivamente excitados regionalmente para produzir lasing monomodo linearmente polarizado em verde, vermelho, e infravermelho próximo, que terá potencial em detecção / imagem bioquímica multimodal e processamento de informações de fótons on-chip, "concluem os pesquisadores.
