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Prof. Jiansheng Jie was selected into the 2020 National Hundred Thousand Talents Project and was awarded the honorary title of "Young and Middle-aged Expert with Outstanding Contribution"

Time: 2020-09-23Source: 有机单晶光电材料与器件实验室Click: 1869

      单层有机晶体具有缺陷态密度低、无晶界的特性,使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。同时,大尺寸、高结晶质量的单晶体有助于有机器件的可控制备,并揭示了分子排列方式与电学性能的关系,最终为构筑高性能有机光电器件提供了理论指导。因此,大尺寸、高结晶质量的单层有机晶体的可控制备及其电学性能的研究具有重要的现实意义。目前,水/空界面可作为二维有机晶体外延生长模板,实现了液相法制备单层有机晶体。然而,已报道的方法(Langmuir-Blodgett法和液相外延法)仍存在些许问题,例如存在有机溶剂扩散能力差和分子间相互作用力弱等问题,使得单层有机晶体的结晶质量或尺寸仍然不理想,并难以应用于大尺寸光电子器件中。

      基于以上科学问题,苏州大学揭建胜教授团队对高质量、大尺寸单层有机晶体的生长及其高性能场效应器件的应用做出积极有益的探索,并首次采用石墨烯量子点诱导有机分子自组装的方法实现了厘米级尺寸、高结晶质量的单层有机晶体的可控制备。该工作具有如下创新点:1.石墨烯量子点水溶液pH值有效调控,实现了有机溶剂在水面上的可控扩散;2.石墨烯量子点与有机分子间的π-π相互作用力可降低分子的形核能并促进晶体大面积连续生长;3.C10-BTBT分子为例,高结晶质量、厘米级C10-BTBT单层晶体的迁移率高达2.6 cm2 V-1 s-1,较目前已报道的方法获得的单层有机晶体的迁移率有一定的提高(Langmuir-Blodgett法<0.01 cm2 V-1 s-1,液相外延法<0.022 cm2 V-1 s-1以及刚性基底自组装法0.1-1 cm2 V-1 s-1)。研究者相信,此项研究将会为高质量、大尺寸单层有机晶体的可控生长和大规模、高性能有机场效应器件的探索应用提供新的思路。相关论文发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.202003315),文章通讯作者为苏州大学揭建胜教授,第一作者为王金文博士。




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