Les progrès des dispositifs optiques sont soutenus par le développement de nouveaux matériaux. Les microcristallites de composés organiques luminescents peuvent agir comme de minuscules sources laser pour de tels dispositifs, par exemple, dans les écrans et autres composants. Les dendrimères offrent de nombreux avantages en tant que matériaux luminescents, mais si loin, ils n'ont pas été utilisés comme microcristallites en raison de leur fragilité et de leur faible cristallinité. Maintenant, une équipe de chercheurs a produit des dendrimères qui forment des cristaux robustes aux propriétés laser. Leurs conclusions sont publiées dans Angewandte Chemie .

Les dendrimères sont des polymères qui se développent à partir d'un noyau par l'ajout de petites molécules pour former des branches étendues, ce qui explique leur nom, dérivé du mot grec pour arbre. Les dendrimères présentent de nombreux avantages qui en font des matériaux luminescents intéressants. Ils sont très solubles, ce qui les rend faciles à intégrer dans les systèmes ; ils ont des rendements quantiques élevés, ce qui signifie que vous obtenez à nouveau une grande partie de la lumière que vous remettez ; ils sont bons pour récolter la lumière, et ils ont tendance à présenter une perte de luminescence relativement faible lorsqu'ils sont condensés en un solide.

Les chercheurs ont créé une famille de dendrimères, dont la taille s'agrandit à mesure que le nombre de générations augmente, composée d'unités carbazole formant les branches autour d'un noyau hautement fluorescent. Les dendrimères formaient des monocristaux stables même lorsque le solvant était éliminé, et pourrait être analysé par analyse aux rayons X sur un seul cristal. En réalité, le dendrimère de troisième génération, qui a un poids moléculaire de 4, 600 Da, est le plus grand dendrimère organique jamais analysé de cette manière.

"Nos dendrimères ont deux parties clés, ", explique l'auteur correspondant de l'étude, le professeur Yohei Yamamoto. "Les branches sont constituées de molécules aromatiques qui agissent comme des antennes de récolte de lumière, collecter la lumière composée d'ondes dans de nombreux plans différents, qui est connue sous le nom de lumière non polarisée. Cette lumière est ensuite transférée vers le noyau fluorescent, dont la structure conduit à la génération d'une lumière polarisée - une lumière avec des ondes dans un seul plan."

Lorsque les cristaux de dendrimère ont été soumis à un fort pompage optique, le processus utilisé pour amplifier le signal dans les matériaux laser, ils ont produit une émission spontanée amplifiée et un effet laser avec peu de dommages à la structure du matériau ou aux propriétés optiques.

« La famille de dendrimères que nous avons produite remédie à un certain nombre de problèmes qui ont empêché l'exploitation des propriétés de ces matériaux. Nous attendons donc d'eux qu'ils apportent une contribution significative au développement de matériaux organiques pour l'optique laser, " explique le professeur Yamamoto. " Les propriétés robustes et l'émission laser des cristaux seront utiles pour les composants tels que les écrans optiques en couleur et les circuits micro-optiques. "