功能性可拉伸有机电子器件的研究进展

可拉伸有机电子器件具有高机械稳定性、优异的电学稳定性、低成本和生物兼容性好等优点,是未来电子器件发展的重要方向.功能性可拉伸有机电子器件更是为可穿戴和可植入设备、智能医疗以及软体机器人等新兴高技术领域提供了新的研究思路.本文综述了近年来功能性可拉伸有机电子器件的研究进展,包括场效应、光电、存储以及传感等有机晶体管,发光二极管、交流电致发光、发光电化学电池等有机光电器件,太阳能电池、超级电容器、纳米发电机等有机能源存储与转换器件,压力、应变、触觉、温度、气体等有机传感器,忆阻器、磁存储、仿突触存储等有机存储器,以及其他集成电路系统元件,最后就功能性可拉伸有机电子器件存在的科学问题与未来的发展方向提出了建议.     

有机发光晶体管的关键材料和器件研究※

有机发光晶体管(organic light-emitting transistor, OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件, 其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能, 在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义. OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求, 而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善. 近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上, 聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究, 发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料, 构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件, 为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.     

OLED器件新型应用研究进展

有机发光二极管(organic light-emitting diodes,OLED)具有可柔性制备、低驱动电压、低功耗等优点,近年来技术上的突飞猛进及其广泛的应用前景,使之成为平板显示、新型照明、可穿戴,以及智能电子产品开发中最热门的研究课题之一。作为新一代的显示及照明技术,小尺寸OLED显示器已实现商业化,大尺寸OLED电视和家用照明也有产品问世,但OLED器件在可穿戴、智能电子等领域的应用仍处于探索期。本文综述了近年来OLED器件在新型应用领域国内外的研究状况,介绍了其在车载照明、智能车窗、可穿戴医疗、智能包装等领域的发展。最后对OLED器件应用的未来发展趋势进行了展望。     

基于8-羟基喹啉及其衍生物的有机小分子电致发光材料

有机电致发光器件因驱动电压低、亮度和效率高等优点,已经成为最具潜力的平板显示技术。自以8-羟基喹啉铝为发光材料制备双层有机电致发光器件开始,科研人员在发光材料设计合成方面做了大量工作并取得了重大研究进展。在小分子荧光材料中,8-羟基喹啉及其衍生物为配体的有机金属配合物因合成方法简单、发光效率和亮度高、成膜性好等优点而被广泛应用。本文简述了有机电致发光器件的优点、结构及工作原理,重点介绍了基于8-羟基喹啉及其衍生物为配体的有机小分子电致发光材料的研究现状。从分子设计的角度出发,旨在总结8-羟基喹啉及其衍生物为配体的有机小分子电致发光材料对有机电致发光器件性能的影响,包括:以8-羟基喹啉为单一配体的有机金属配合物展示了良好的电子传输能力、亮度高且可作为基质材料等卓越的特性;通过对8-羟基喹啉的苯氧环或吡啶环进行修饰可以调节电致发光颜色;混合配体的使用可以增加玻璃化温度、改善薄膜形貌进而提高器件的效率和稳定性。最后,对该领域存在的问题和有机电致发光材料的应用前景作了评述。     

有机光敏二极管的功能材料探索及其器件结构

有机光敏二极管具有功能材料种类丰富、光敏波长可调控、成本低和可在柔性基底上制备等优点,在图像传感、免疫探测、光学通信等方面有着重要的应用前景.本文对近年来引起广泛关注的一些有机光敏二极管材料进行了归纳,探讨了它们在对不同波长敏感的光敏器件中的特性,总结了有机光敏二极管的结构优化、界面修饰和界面传输机理及其内部光强分布的相关研究,并介绍了一些基于有机光敏二极管的光电功能器件实际应用.最后,对有机光敏二极管未来的发展方向和应用前景进行了展望.     

水溶性共轭聚合物研究与应用进展

近年来,在水溶性共轭聚合物(CPs)方面的研究备受瞩目,由于它包含了聚合物共轭主链良好的光电性质的同时还兼具了良好的水溶性,因此在光电功能信息器件中有着特殊的应用,并显著地推动了包括生物传感、电致发光器件、太阳电池和场效应晶体管等有机光电子材料及其器件的发展.本文对近几年来水溶性CPs的合成及其应用进展做出简要的总结,...     

自组装有机纳米功能材料*

大量研究发现自组装材料可以具有导电、电致发光、光－电转换等优异功能。由简单到复杂的自发组装过程无处不在, 在此基础上已经制备出了功能化染料膜、有机/无机杂化结构的组装膜、传感器、太阳能电池、光通讯元件等功能膜材料和器件。通过分子自组装形成共价键合的、具有稳定和结构可控的材料结构在生物系统中是非常重要的,如今它已日渐成为非生物学研究的焦点,有理由相信它最终将成为一门重要的技术,帮助我们制造大量复杂有用的功能材料。本文介绍了有机自组装材料的结构、自组装方法及其在应用方面取得的一些进展。     

圆偏振热活化延迟荧光材料及其器件的研究进展

圆偏振热活化延迟荧光材料具有分子结构易修饰、激子利用率高及圆偏振发光等特点,在光学信息存储、3D显示、发光器件和数据加密等领域具有广阔应用前景.利用此类材料作为发光层制备的圆偏振有机发光二极管,能够同时实现高发光不对称因子和理论上达100%的激子利用率,对发展低功耗和高性能有机发光二极管至关重要.近年来,通过不断的分子结构设计与优化,该类材料在有机发光二极管中的电致发光效率不断提高,但是仍然存在不对称因子低及效率滚降严重等问题.基于此,整理了目前已报道的圆偏振热活化延迟荧光化合物,重点讨论了其分子结构设计与光物理性质、圆偏振特性以及电致发光性能的关系规律,并对高性能圆偏振热活化延迟荧光材料的制备及其在有机发光二极管中的应用进行了展望.     

溶液加工型有机电致发光材料与器件研究进展

有机电致发光器件（OLEDs）在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景,发展十分迅速,已实现了商业化．而可溶液加工的OLEDs采用喷墨打印、卷对卷印刷等低成本方式进行加工,在实现低成本、大面积显示及照明器件等方面具有巨大的应用潜力,引起了广泛关注．实现高效溶液加工型OLEDs的实用性需要在光电材料设计合成及器件制备方法上进一步深入研究．本文总结了发光材料与器件国家重点实验室可溶液加工型OLEDs材料及器件的研究进展．     

红色铱配合物磷光材料及器件的研究进展

有机电致发光器件具有驱动电压低、高亮度、高效率等优点,引起了研究人员的广泛关注,在固态照明和平板显示领域具有广阔应用前景。 在绿、蓝、红三基色器件中,绿光器件和蓝光器件的性能普遍优于红光器件,基本满足了产业化的需要;目前红色有机电致发光材料及器件的研究进展相对缓慢。 因为红光材料的能隙较窄,致使主客体材料之间能级匹配困难,导致红光器件普遍效率低、色纯度差,但是,红光材料是获得白光器件必不可少的材料。 因此,如何获得高性能红光材料对于有机电致发光器件的发展至关重要。 本文综述了近年来红色铱配合物磷光材料及器件的研究进展,对提升效率和色纯度的方法进行重点阐述;并结合现有工作,对红色有机电致磷光材料与器件的前景进行展望。     

Recent progress in organic field-effect transistor-based integrated circuits

Organic integrated circuits are undergoing rapid development with the extensive research on organic semiconducting materials and the performance improvement of organic field-effect transistors. Organic integrated circuits not only cover all the major circuit types, their complexity, degree of integration, and performance have also been improved in recent years. In this review, recent advances in the design and fabrication of integrated circuits based on organic field-effect transistors are reported. The circuits are categorized into digital and analog, which are discussed in detail centering on the structure, fabrication process, and performance. In addition, progress in the modeling and simulation of organic integrated circuits are discussed as well, as they are key issues for the future development of organic electronics.     

The Synthesis and Optoelectronic Applications for Tellurophene-Based Small Molecules and Polymers

Tellurophene-based small molecules and polymers have received great attentions owing to their applications in thin-film transistors, solar cells, and sensors. This article reviews the current progress of the synthesis and applications of tellurophene-based small molecules and polymers. The physicochemical properties and optoelectronic applications of tellurophene-based materials are summarized and discussed. In the end, the challenges and outlook of tellurophene-based materials are presented.     

A Formal Rearrangement of Allylic Silanols

We show that 1M aqueous HCl/THF or NaBH₄/DMF allows for demercurative ring-opening of cyclic organomercurial synthons into secondary silanol products bearing terminal alkenes. We had previously demonstrated that primary allylic silanols are readily transformed into cyclic organomercurials using Hg(OTf)₂/NaHCO₃ in THF. Overall, this amounts to a facile two-step protocol for the rearrangement of primary allylic silanol substrates. Computational investigations suggest that this rearrangement is under thermodynamic control and that the di-tert-butylsilanol protecting group is essential for product selectivity.     

Low‐Threshold Non‐Doped Deep Blue Lasing from Monodisperse Truxene‐Cored Conjugated Starbursts with High Photostability

Herein, the photophysical, morphological, optical gain characteristics of a set of trigonal monodisperse starburst conjugated macromolecules ( Tr1‐Tr4 ) have been systematically investigated in order to elucidate the influence of the molecular structures on their optoelectronic performance. With increasing the oligofluorene arm length, absorption spectra were red‐shifted progressively, whereas an increase in photoluminescence quantum yields (PLQYs) and optical gain coefficients, and a corresponding reduction in amplified spontaneous emission (ASE) thresholds and loss coefficients were observed for Tr1‐Tr3 except for Tr4 . The results indicate that the effective conjugation length become saturated for Tr3 in this system. Impressively, the resulting molecules manifested very low ASE thresholds (4.4–11.6 μJ cm^?2) with high photostability, as well as high thermal stability. One dimensional distributed feedback (DFB) lasers exhibited a minimum lasing threshold of 10.38 nJ pulse^?1 (0.86 kW cm^?2, 4.325 μJ cm^?2) for Tr3 . It should be emphasized that the ASE threshold of Tr1‐Tr4 was nearly unchanged from room temperature to 200 °C. The results suggest that this kind of truxene‐cored conjugated starbursts with high photostability and low lasing thresholds are rather promising gain media for organic semiconductor lasers.     

油酸包覆二茂铁有机磁体/金红石复合物的表征

制备了油酸包覆二茂铁有机磁体与天然矿物金红石（OPM/RC）复合物，用VSM强磁计，XRD、IR、XPS及SEM对包覆前后OPM/RC复合物的形态结构进行表征，结果表明，包覆复合物多以团聚体形式存在，两相间的界面存在一定程度以-C-O…Ti和-C-O…Fe化学键结合起来的六元环复合层，它有效地降低了复合物的电磁损耗，但在相同磁场下，其饱和磁化强度略下降，这可用油酸包覆复合物中OPM颗粒界面存在自旋钉扎效应进行解释。     

基于外场观测的大气二次有机气溶胶研究

二次有机气溶胶（SOA）是指挥发性有机物在大气中发生光化学氧化进入到颗粒相的产物,由于其具有强烈的环境效应、气候效应和人体健康效应,因此成为大气化学研究的热点. 然而由于SOA的复杂性和测量技术的限制,目前对SOA的研究还非常有限. 总体来说,对SOA的研究手段主要有三种方法：实验室模拟、模式模拟和基于外场观测的SOA研究. 由于SOA的研究非常广泛,本文仅综述了基于外场观测的SOA组成、来源和生成机制的研究,重点在于SOA组分的测量和总量的估算. 基于外场观测的SOA研究是随着技术的发展而发展的,早期的研究仅仅能对SOA的少数物种进行测量,主要是一些有机酸和多羟基化合物;也有利用一些假设对SOA进行粗略的估算,如受体模型法、非生物质燃烧水溶性有机物法;随着SOA实验室模拟研究和示踪物测量技术的发展,二次有机示踪物法真正做到了对特定前体物VOC生成SOA的估算;随着在线测量技术的提高,EC示踪/CO示踪和OC/EC比值法和基于气溶胶质谱（AMS）-正交矩阵模型（PMF）的方法被广泛应用于SOA的估算. 尤其是AMS-PMF联用方法的出现为SOA来源和生成机制的研究开拓了新的方向. 对AMS技术和示踪物技术的进一步联合和开发有望成为未来SOA研究重要的方向.     

First Preparations and Characterization of Conductive Polymer Crystalline Nanoneedles

Single crystalline nanoneedles of three families of the most studied conductive organic polymers - polythiophene, polyaniline and polypyrrole - were synthesized for the first time using an interfacial polymerization process that takes place with simultaneous crystallization. As the crystal growth is concurrent with polymerization, more ordered crystal packing can be expected. Most of the bulk conducting-polymer systems studied contains regions that are inhomogeneous. Single nanocrystals of conducting polymers have not been reported, although needle-shaped bulk crystals of the quarterphenyl cation radical salt have previously been studied. The investigation of processes in a nanodomain of a single crystal is critical in ascertaining the inherent electronic properties of polymer nanoelements. The organic conductive nanoneedles were characterized using TEM, HRTEM, electron diffraction, EDS, and EPR to establish their crystal structure and composition. Scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) investigation were conducted to examine their electronic behaviors, leading to the discovery of a field-induced conductance switching with response times on the millisecond level. The switch voltages are in the range of 3 to 4 volts in STM experiments, consistent with the trend of the band gap of the three polymers. The organic conductive nanoneedles with nano-tip having high density of mobile electron may serve as interesting elements for nanoscale electronics.     

导电聚合物薄膜的喷墨打印制备及其光电器件

聚(3,4-乙撑二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)由于兼备优良的导电性和透光率,被广泛用于透明功能性薄膜的制备,可作为空穴传输层或直接用作电极,运用到有机光伏器件(OPV)、有机场效应晶体管(OFET)、有机发光二极管(OLED)等薄膜器件的结构中,部分实现了氧化铟锡(ITO)薄膜的替代。常见的溶液成膜工艺是旋涂法,这种工艺操作较为简便,但原料利用率低,并且难以大面积均匀制备及图案化制膜, 不利于规模化生产和推广。近年来,喷墨打印制膜技术得到人们越来越多的关注。由于喷墨打印制膜技术可在多种基底上快速、高效地制备均匀大面积薄膜,并可轻易地实现各种精细图案化的制作,可溶液加工,更与卷对卷加工技术兼容,因此能够很好地节约原料,降低能耗和制作成本。目前已被广泛应用于有机电子学各个领域,特别是在制备柔性器件方面,展现出独特优势。本文对基于导电聚合物PEDOT:PSS的喷墨打印工艺进行了系统的阐述,对其制膜、图案化及其电子器件应用等相关研究作了较为全面的总结,并展望了其应用前景,对于更为全面、深刻地理解和推动喷墨打印制膜技术在有机电子学领域的应用具有重要的指导和借鉴意义。