华体会体育app官网:滕枫:有机光电子——奇特夸姣的未来

发布时间:2021-09-21 04:58:38 来源:华体会体育app官方下载 作者:hth华体会手机app 分类:光学显示材料

  新华网北京11月21日电(陈梦瑶)说起有机光电子器材,要追溯到20世纪70年代,其时的日本科学家初次发现对共轭聚合物聚乙炔进行参杂,可完成导电特性,自此,业界掀起了导电聚合物的研讨热潮。1987年,日本柯达公司完成了小分子资料的薄膜发光器材,1990年,剑桥大学完成了聚合物薄膜电致发光器材,使得有机/聚合物资料在显现及照明范畴表现出巨大的使用潜力。有机/聚合物资料从传统的结构资料,展开到了半导体范畴。在发光器材今后,科学家们又先后展开出太阳能电池器材、薄膜场效应晶体管器材、阻变存储器材等。

  跟着信息时代的到来,光电子器材的使用范畴越发广泛。从信号的发生、信息的传输到信息的显现,无一能脱离光电子器材。伴跟着科学家们对有机半导体资料的构效联络了解的逐步深化,各种功用的有机半导体资料先后被组成出来,从选材和功用上,弥补了无机半导体的缺少。因对有机半导体和光电子器材的猎奇,北京交通大学教授滕枫自读研讨生时,就挑选了这个范畴,并从此敞开了有机半导体探究的科研之旅。

  2000年的诺贝尔化学奖便颁发了在导电聚合物范畴有着突出贡献的两位美国科学家和一位日本科学家。“经过结构设计和参杂等手法,有机资料能够完成导体、半导体到绝缘体的不同功用。”滕枫以为,有机聚合物半导体资料的展开,不光为光电子器材供给了多元化的挑选,并且在柔性可穿戴器材等方面,有无机半导体器材不具有的共同优势。有机半导体的开发和使用,将会给人类带来愈加夸姣的日子。“传统的光电子器材一般需求贵重的半导体工艺出产线。而经过溶液化处理的有机聚合物半导体资料可经过印刷办法低本钱制备光电子器材,极大地下降了产业化本钱。将来可能在太阳能电池、薄膜晶体管、光电探测器、阻变存储器材等方面广泛的使用。”滕枫说。

  “与无机半导体资料比较,根据有机半导体资料的光电子器材在功用上尚存必定距离。现在,最成功的是光导资料在激光打印鼓和复印鼓方面的使用,现已彻底代替无机光导资料,不光明显下降了本钱,并且避免了曩昔硒化镉光导器材对环境的污染。在其他范畴的使用也正在鼓起,如有机发光二极管(OLED)。滕枫表明,与现在最为广泛使用的液晶显现器材比较,OLED技能的显色指数更高,颜色也愈加趋于自然色。现已在手机显现屏、相机显现屏等小尺度器材方面得到广泛的使用。此外,有机聚合物发光器材在照明范畴也有共同的优势,不光功耗与低功耗的LED挨近,相同归于节能产品,并且有机器材是真实的面光源,宣布的光更柔软,色温可调,对人眼来说更健康、更舒适。柔性有机照明器材还可制备成各种形状,把照明、艺术与健康结合到一同。

  在滕枫看来,有机光电子器材将在许多范畴获得突破性展开,但中心仍是把握有机半导体以及光电子器材的根本物理进程和原理。“我的研讨首要触及有机光电子器材和资料的激发态进程、载流子输运进程,以及微观集合态结构对器材功用的影响等。”经过对有机半导体资料电输运的研讨,滕枫团队把握了调控有机光电子器材载流子输运的办法。经过对激发态动力学进程的研讨,清晰了有机半导体激发态弛豫的影响要素。此外,在无镉量子点发光资料及发光器材方面也获得了一些有价值的效果。

  虽然有机光电子器材不需求无机半导体工艺线那样贵重的出产设备,但其工艺条件要求十分苛刻,需求的投入也十分大。“以韩国三星公司为例,他们在(OLED)方面的投入逾越10亿美元。”滕枫指出,其时有机光电子产业化首要面临的难题是资金投入和工艺人才两个方面。因为对宣布学术论文的片面追求,现在培育的研讨生更多重视的是处理科学问题和宣布高水平论文,而实践的出产中则要求具有较高的工艺水平。在处理科学问题时,器材制备的成功率即便比较低,也不会影响获得科学的定论。而在出产进程中,假如工艺水平操控欠好,产品的良品率低,则是丧命问题。

  跟着我国在基础研讨方面投入的添加以及相关科研手法和才能的进步,使咱们与世界上的距离日渐缩小。但在滕枫看来,虽然课题组的首要研讨效果处理了触及该范畴小范围的科学问题,但是缺少原始性的立异与颠覆性的效果却是不争的现实。在基础研讨范畴,国内科学家也有世界领先水平的研讨效果,比方清华大学薛其坤院士在“量子失常霍尔效应”方面的作业是‘诺奖’级的效果。但全体来看,还存在必定距离。特别在有机光电子器材范畴,依然需求经过与化学、资料等范畴的科学家展开协作,才能使该范畴得以更快展开和逾越。

  谈及未来研制立异的前沿方向,滕枫表明,未来,经过全打印办法来制备器材将成为可能。因为有机/聚合物光电子器材具有许多无机器材所不具有的特性,不只从功用上会是无机器材的一个重要弥补,并且还可能给咱们未来的日子带来奇特而夸姣的改变。比方有机半导体资料能够制备出大面积、光照柔软、轻便可曲折的照明器材,并且形状能够恣意取舍,颜色也能够随意挑选。这不只能够满意了一般的照明需求,还能制备成各种艺术灯具,然后美化咱们的日子。现在,课题组首要着眼于光伏器材、发光器材以及发光薄膜场效应晶体管的研讨。有机光伏器材可制备成柔软可曲折,分量十分轻的设备,特别合适户外便携式设备,是绿色可再生能源范畴的一个重要研讨方向。发光晶体管则是把显现面板的驱动元件薄膜场效应晶体管(TFT)与发光单元集成到一个器材中,这样不只能够最大极限简化显现面板的结构,并且还将明显下降出产本钱。此外,课题组在有机器材的印刷制备方面也进行了许多有利探究。

  当选北京市科技新星方案,关于其时科研处于起步阶段的滕枫而言,无疑是济困扶危,其含义远超出经费的赞助。“一方面,新星方案安排的各项科学沟通活动,为咱们供给了展开协作与沟通的渠道。这个渠道上,同中科院、各大高校的学者建立了广泛的联络。另一方面,当选科技新星后,获得了校园的认可和更多的配套拔擢,为自己供给了杰出的科研环境。更为重要的是,北京市科委协助研讨范畴穿插的几位新星当选者联络了中科院半导体所王占国院士作为咱们的学术导师。王院士的尽心传授与尽责点拨,不只进步了咱们的学术水平,还开辟了咱们的学术视界,使我在学术生长的道路上,少走了许多弯路。”

  在科研道路上,滕枫收成良多。他说:“一方面,获得的研讨效果,对有机半导体及器材的物理实质的了解,带来了成就感。另一方面,培育了一批年青学生,伴跟着科研作业的深化展开,课题组里的研讨生也在茁壮生长,在科研中学会的逻辑考虑办法、独立作业才能以及条理清晰的表达才能,会让他们能够更简略的面临人生应战。”

  正如滕枫寄予广阔学子的期望——酷爱、执着、兢兢业业,这简略的三个词,不只包含了他往昔与未来的科研生计,也是芳华无悔的最好注解。

  滕枫,北京交通大学理学院教授、博士生导师、北京市科技新星、教育部新世纪人才、国家杰出青年基金获得者、中国物理学会发光分会委员。

  长时间从事有机光电子器材、有机半导体激发态进程以及半导体纳米发光资料的研讨。研讨方向包含有机发光器材、有机光伏器材、有机无机杂化钙钛矿光伏器材、量子点LED器材等。已宣布SCI录入论文200余篇,出书编著《有机电致发光资料及使用》一部,已授权发明专利20余项。掌管国家自然科学基金要点项目1项、国家杰出青年基金项目1项、国家自然科学基金面上项目5项。此外还掌管和参加了包含科技部‘973’方案课题、科技部要点研制项目课题、教育部要点项目等10余项课题。