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中科院携手山东大学 研究多功能有机半导体材料

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    在国家自然科学基金委、科技部、中科院的大力支持下,化学所与山东山东大学合作在多功能有机半导体材料及器件的研究方面取得进展,有关研究成果发表在近期的Adv. Mater. (2008, 20, 4835-4839)上。

    多功能性一直是有机光、电功能材料追求的目标之一。如果一个材料具有多种功能,则可以扩展材料的应用范围。另外,溶液法加工是实现有机光、电子器件低成本的一个有效的途径。然而很多有机半导体材料的各种功能性往往是互相矛盾的。例如,高迁移率的有机半导体材料要求分子间具有强的相互作用(例如 p-p相互作用),而分子间具有强的相互作用又往往淬灭其荧光强度。又如,具有良好光学性能的材料则因为其分子间的扭曲而影响了电荷在分子间的快速传输。因此,开发多功能性,并且可利用溶液法加工的有机半导体材料是很有挑战性的研究工作。

    最近,化学所有机固体院重点实验室、高分子化学与物理国家重点实验室、分子纳米结构与纳米技术院重点实验室与山东大学晶体材料国家重点实验室的科研人员合作,在多功能有机半导体材料及器件的研究方面取得进展。他们设计、合成了一种以咔唑为核的衍生物,并通过溶液法生长了一维有机微米单晶。研究发现,该微米单晶具有良好的机械性能,较好的荧光特性(溶液荧光量子产率为0.67)和光波导能力以及良好的场效应性能(迁移率0.084 cm2 V–1 s–1, 低的阈值电压 – 8.7 V和良好的稳定性)。本研究为多用途有机半导体材料的开发和研究提供了可能性。

    左图,溶液法生长的一维微米单晶线;右上,以单根微米单晶线制备的场效应晶体管和电流-电压曲线;单根微米单晶线的光波导特性。

有机固体院重点实验室
2009年2月9日

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