新平台让有机分子定向发强光

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2013/08/25

私聊

物理知识

科技日报讯据物理学家组织网近日报道，更好地对有机分子发射出的光进行强化和操纵能促进有机发光二极管设备、生物成像、生物分子探测等多个技术领域的进步。现在，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员创建了一个新平台，使人们得以精确操控有机分子发射出的光。研究发表在最新出版的美国《国家科学院院刊》上。

有机分子悬浮在一块精心设计的平板之上，平板上均匀分布着一些小洞，这就是所谓的光子晶体表面。受到该表面提供的快速且定向的发射管道的影响，悬浮在光子晶体表面上的溶液内的分子不再均匀地朝各个方向发射光，而是朝特定方向发射光。

该研究的领导者、MIT物理学教授马丁·索尔贾希克说：“大部分发荧光的分子就像微弱灯泡一样，会均匀地朝各个方向发射光。但科学家们一直希望能通过将有机发射器整合进通常由无机材料制成的空腔内，来增强发荧光的分子发射出的光。而此前问题在于，这两者并不能很好地兼容。”

有鉴于此，MIT的研究生郑博（音译）提出了一种简单而直接的方法将有机发光器整合进他们的结构中。通过在光子晶体表面上方引入一个微流体管道，溶液中的有机分子被递送到一些活跃的区域，在这些地方同光的相互作用也被增强。该研究的主要作者奥费尔·沙皮拉表示：“我们现在能让分子从像灯泡一样的简单发光体变身为亮度增强了数千倍的闪光灯，而且能朝一个方向发射光。”

这一发现有很多实际的用途。例如在血液检测中，细胞和蛋白质上都被贴上了抗体和荧光分子标签，使其能被识别出来。利用这套系统，科学家们可以更好地探测到这些抗体和荧光分子。而新平台也有望增强光同物质间的其他相互作用，比如拉曼散射等。

该研究的第一作者郑博表示，该研究同样证明，只需要较低的输入功率就可以将这些定向发光器变成有机激光器。对于任何激光系统来说，激光阈限越低，打开激光器所需的功率就越少。目前该系统的测量阈限至少比以前同样的分子系统少了一个数量级。（刘霞）

《科技日报》（2013-08-24 二版）