第一作者：Xu-Hui Jin, Michael B. Price
通訊作者：Ian Manners、George R. Whittell, Richard H. Friend
第一單位：布里斯托大學（英國）
研究亮點：
1.發展了一種多步晶種自組裝法生長核殼結構有機半導體納米纖維的方法。
2.實現了有機半導體激子傳遞距離的精確控制，最長可超過200 nm，在有機光伏和光電領域應用實現新的突破！
在有機光伏器件和光電器件應用領域，有機半導體激子傳遞長度一般為數十納米尺度，如何獲得超過100 nm的傳遞距離，增強光捕獲能力，是科研工作者多年來的夙愿。
有鑒于此，英國布里斯托大學Ian Manners、George R. Whittell和劍橋大學Richard H. Friend團隊合作，采用晶種多步自組裝法生長得到核殼結構嵌段共聚物納米纖維，激子傳遞距離可達到200 nm以上。
圖1. 激子傳遞距離控制機理
這種嵌段聚合物納米纖維由PDHF-PEG納米纖維和PDHF-QPT納米纖維多步組裝而成B-A-B結構。發光的晶態PDHF作為內核，長度可達到10 μm，橫截面積為三角形，寬12.9 nm，高4.5 nm。組裝后的鋸齒狀聚乙二醇/聚噻吩包裹在PDHF外層，其中絕緣的聚乙二醇在納米纖維的中間段，而熒光淬滅的聚噻吩在納米纖維的兩端。
圖2. 有機半導體納米纖維的合成
圖3. 溶液中PDHF B-A-B結構發光性能
研究表明，由于PDHF內核中產生的激子無法進入聚乙二醇層，因此傳遞距離可以通過聚乙二醇的長度實現調控。在純PDHF-PEG體系中，激子傳遞距離達到200 nm以上，擴散系數為0.5 cm2 s-1。而在PDHF兩端包裹上QPT淬滅層之后，通過減少PEG長度，激子傳遞距離可以得到精確調控。
圖4. 光致發光動力學尺寸影響以及傳遞距離模型擬合
研究人員認為，這種高質量的激子傳遞性能，可能是來源于結構有序的晶態內核形成的均勻能量分布，更深層次機理尚未可知。
參考文獻：
Xu-Hui
Jin, Michael B. Price, Ian Manners, Richard H. Friend, George R. Whittell, Ian
Manners et al. Long-range exciton transport in conjugated polymer nanofibers
prepared by seeded growth. Science 2018, 360, 897-900.
