[01511566]大面积有机微纳单晶结构及其高性能光电器件

该项目属于有机高分子材料及材料合成与加工工艺研究领域。有机微纳单晶材料作为一类可溶液法、大面积加工的光电材料,具有优异的光电性质,是新一代低成本、高性能有机光电器件的重要研究方向。针对限制该类材料面向器件实际应用的瓶颈问题,如微纳单晶结构调控以及排布取向控制等,项目从材料的可控制备和有序组装这两个关键点出发,并以高性能光电器件的构筑为目标,取得了一系列重要创新性成果,为有机微纳单晶材料及其高性能光电器件的发展提供了科学依据,具有重要的科学价值。主要科学发现如下： （1）有机微纳单晶可控制备与结构调控：提出了利用分子间超分子作用力调控有机微纳单晶生长的新方法,解决了有机微纳单晶结构和形貌控制的难题,率先实现了对零维和一维有机微纳单晶结构的有效调控。该方法具有简单、普适、高效可控等特点,已被国内外同行广泛采用,并拓展到其它半导体材料微纳结构的制备当中。Nature China撰文指出,得益于该方法的提出,成功实现了对有机微纳单晶形貌和结构的精确调控,使其有望应用于高性能光电器件。 （2）有机微纳单晶大面积有序阵列化组装：率先提出了利用表面微结构引导有机微纳单晶定点定位成核及取向生长的新策略,实现了晶圆级（＞4英寸）、多组元（p-型和n-型材料）、多层次（叠层、横向异质结）,以及图案可设计的有机微纳单晶有序阵列化组装,为有机单晶材料在高性能光电器件领域的实际应用奠定了材料基础。材料领域国际顶级期刊Nature Mater.以“Fast crystal patterning”为题评价此项目“解决了有机单晶材料面向大规模集成器件应用的挑战”。 （3）基于有机微纳单晶的高性能光电器件：提出了使用有机微纳单晶材料提高光电器件性能的创新策略,揭示了单晶结构与其光电性能之间的构效关系。构筑了基于单晶阵列的高性能光电探测器,获得创记录的器件响应度,并通过原位器件集成与电极转移方法,实现了有机微纳单晶器件的高效集成,开拓了其在高分辨率柔性图像传感器中的应用。有机光电器件领域知名学者韩国Dong Ha Kim教授在Chem. Soc. Rev.综述论文中指出该项目“获得了最高光响应度的有机单晶光电探测器”。 该项目的5篇代表性论文发表在Adv. Mater.、Nano Lett.等国内外权威期刊,总他引317次,单篇论文最高他引用次数152次,2篇论文入选ESI高被引论文。成果被Nature Rev. Mater.、Nature Mater.、Nature Photon.、Chem. Soc. Rev.等正面引用或亮点报道,如纳米材料领域著名专家江雷院士在Nano Today论文中评价此项目是有机微纳单晶材料面向大规模器件应用的重要突破;有机光电子领域知名学者Ana Claudia Arias教授在Nature Photon.论文中指出此项目在有机微纳单晶高性能光电器件方面的工作大幅提升了器件性能,并开创了一种新型柔性成像方式。项目团队入选国家基金委创新研究群体,培养科技创新领军人才1名,教育部长江学者教授1名和青年学者1名,国家基金委优青2名。