Electro‐Optic Activity in Excess of 1000 pm V−1 Achieved via Theory‐Guided Organic Chromophore Design

极化 材料科学 发色团 超极化率 二次谐波产生 光电子学 钛酸钡 密度泛函理论 分析化学(期刊) 光学 铁电性 光化学 有机化学 计算化学 激光器 化学 极化率 电介质 物理 分子
作者
Huajun Xu,Delwin L. Elder,Lewis E. Johnson,Yovan de Coene,Scott R. Hammond,Wouter Vander Ghinst,Koen Clays,Larry R. Dalton,Bruce H. Robinson
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (45): e2104174-e2104174 被引量:98
标识
DOI:10.1002/adma.202104174
摘要

Abstract High performance organic electro‐optic (OEO) materials enable ultrahigh bandwidth, small footprint, and extremely low drive voltage in silicon‐organic hybrid and plasmonic‐organic hybrid photonic devices. However, practical OEO materials under device‐relevant conditions are generally limited to performance of ≈300 pm V−1 (10× the EO response of lithium niobate). By means of theory‐guided design, a new series of OEO chromophores is demonstrated, based on strong bis(4‐dialkylaminophenyl)phenylamino electron donating groups, capable of EO coefficients (r33) in excess of 1000 pm V−1. Density functional theory modeling and hyper‐Rayleigh scattering measurements are performed and confirm the large improvement in hyperpolarizability due to the stronger donor. The EO performance of the exemplar chromophore in the series, BAY1, is evaluated neat and at various concentrations in polymer host and shows a nearly linear increase in r33 and poling efficiency (r33/Ep, Ep is poling field) with increasing chromophore concentration. 25 wt% BAY1/polymer composite shows a higher poling efficiency (3.9 ± 0.1 nm2 V−2) than state‐of‐the‐art neat chromophores. Using a high‐ε charge blocking layer with BAY1, a record‐high r33 (1100 ± 100 pm V−1) and poling efficiency (17.8 ± 0.8 nm2 V−2) at 1310 nm are achieved. This is the first reported OEO material with electro‐optic response larger than thin‐film barium titanate.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
成就柜子发布了新的文献求助10
刚刚
22Go完成签到,获得积分20
刚刚
虎虎发布了新的文献求助10
刚刚
saber349发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
麦奇完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
李爱国应助晴天采纳,获得10
3秒前
追光关注了科研通微信公众号
3秒前
zhou发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
tsunami发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
月光如盐发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
99发布了新的文献求助10
6秒前
hefan发布了新的文献求助10
6秒前
爆米花应助69岁扶锄种地采纳,获得10
6秒前
7秒前
yyy124完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Ming应助CX330采纳,获得10
7秒前
依山尽完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
无辜紫菜完成签到,获得积分10
8秒前
顾旻发布了新的文献求助10
9秒前
HesperLxy发布了新的文献求助10
9秒前
成就柜子完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
看天小子完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
shenlee完成签到,获得积分10
10秒前
Jaydon完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Industrial Hydraulics Manual (7th edition) 800
Physiologic races of the downy mildew fungus on soybeans in North Carolina 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7776532
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9317969
关于积分的说明 20361199
捐赠科研通 7363415
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3318410
关于科研通互助平台的介绍 2466392
邀请新用户注册赠送积分活动 2333857