有机光电突触材料、器件及应用

随着大数据和物联网(IoTs)的迅猛发展,人工智能(AI)技术受到了广泛关注.可克服冯·诺依曼瓶颈和提高串行计算机性能的光电神经形态器件在半导体器件和集成电路领域的发展迅猛.光信号具有低功耗、低串扰、高带宽和低计算要求等优点,可视为额外端口以丰富突触可塑性的调节自由度.光电器件的光电性能在很大程度上依赖于光电材料的设计...     

有机光电导(OPC)材料分子设计的研究

本文在分析了有机光电导材料的分子结构, 电子分布状态以及电荷转移与光电导性能之间关系的基础上, 进行了有机光电导材料的分子设计, 并以酞菁聚合物的合成和光电导性的研究实施进行了验证。     

视觉感知功能化有机光电器件研究进展

视觉感知是人与自然界最为重要的交互方式之一,提供了人体80%以上的外部环境信息.基于此,视觉仿生成为智能感知材料与器件研究中的前沿方向.过去30年,基于有机半导体的光电传感与感知器件历经多代发展,创新了光刺激(强度、色度等)的高灵敏度和选择性传感检测,并拓展了复杂的类生物视觉信号识别、学习与处理功能,已经成为新兴的跨学科领域.本文从单元光敏感的有机光电器件和多功能集成,介绍面向视觉感知功能化的有机光探测器、有机光电突触和有机适应型器件的构建策略和研究进展,并从柔性矩阵化和功能集成的视觉信号成像、学习与编码概述了新一代有机智能感知电子器件的仿生应用探索.     

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．     

有机共晶光电功能材料与器件

在双组分或多组分有机共晶中,特殊的分子堆积方式和聚集态结构以及不同组分之间的协同和集合效应,使得有机共晶不仅保留了单一组分的固有属性,而且展现出更多新颖的宏观光电性质,在电导、铁电、双极性电荷传输、光响应、发光和给受体组分间电荷转移过程等方面具有重要的研究价值和应用前景,为有机单晶器件的高性能化和多功能化发展提供了新途径。因此,有机共晶的制备和性能研究逐渐成为近年来的热点。在本文中我们首先详细地介绍了有机共晶的分类情况,根据形成晶体的作用力分为电荷转移晶体、通过π-π相互作用形成的晶体和以分子间氢键、卤键相互作用为主的晶体;其次,以经典的7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（TCNQ）、1,2,4,5-苯四甲腈（TCNB）和富勒烯（C₆₀）三种典型的受体分子为例,列举了常见的有机给受体材料;再次,介绍了8种制备有机共晶的常用方法,讨论了有机共晶中分子排布方式对性能的影响;最后,介绍了有机共晶在光电器件中的应用。我们相信有机共晶的理论和应用研究会进一步丰富和推动有机晶体材料和光电子学领域的发展。     

有机 无机纳米复合光电材料研究进展

很久以来人们就尝试着结合有机材料和无机材料的性质于一种复合材料。在还没有复合材料这一概念时,有机/无机复合结构已被广泛用于聚合物工业中——无机添加剂(矿物、粘土、滑石等)被加入聚合物中以改善其性能。过去十年中,关于有机/无机纳米复合材料的研究工作已成为材料学科的一个重要领域。不同于传统的复合材料,有机无机纳米复合材料其相微区通常为纳米尺度,有时甚至减小到分子水平的复合。复合材料的性质不但与各组分的性质有关,而且各组分相的形态和其间界面性质密切相关,后两者对决定材料的整体性质起着至关重要的作用^[1,2].     

含硼有机发光二极管材料与器件

硼元素因其独特的价层电子结构——价电子数少于价轨道数,而拥有一个空的p轨道,其三配位化合物既可以和邻近的π体系产生有效共轭,又可以容易地与路易斯碱发生络合,形成四配位化合物。将硼元素引入传统的光电功能分子当中,往往能给整个体系带来独特的光电性质,这已成为新型有机光电功能分子设计的重要思路。本文围绕硼元素的三配位化合物和四配位化合物,从分子设计理念、化合物光电性质、相关器件的结构与效率等方面对含硼有机光电功能分子及其器件的研究进展进行综述,并对其未来发展做出展望。     

光电功能膜材料研究进展

具有特定共轭结构的有机材料表现出一定的导电性,从而使其成为有机半导体。相对于无机半导体而言,有机半导体材料合成容易、结构容易剪裁、制作工艺简单、容易大面积成膜等,表现出特定的光电子性质,引起众多的科学家的广泛关注,并逐渐发展成一门新兴的交叉学科——有机光电子学     

用于可充电器件的有机电极材料

有机化合物作为可充电器件的电极材料可以通过自身电活性部位电荷状态的变化来实现本征的氧化还原反应.除了锂离子电池外,有机电极材料还可以用于其他离子半径更大的金属离子电池(如Na+、K+、Mg2+、Zn2+等).有机电极材料还具有诸多优势,比如结构多样、成本低廉、资源丰富和可持续性高,易于通过适当的材料设计调整其性能等,已...     

金属纳米粒子增强有机光电器件性能研究进展

金属纳米粒子以其特殊的体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应提供了诸多优异的光学和电学性能.实验表明,利用金属纳米粒子的光学和电学效应可以有效提升有机光电器件的综合性能.目前在有机发光二极管器件中流明效率最好的增强效果为150%,在有机光伏器件中功率转换效率最好的增强效果为70%,特别是在一些高效有机光电器件中的成功应用,虽然增强的比例相对较低,但是器件效率基数大,最终得到的器件性能相当优异.这些性能提升的主要机理包括表面增强荧光、等离激元光捕获、能量转移、电学效应、散射效应等.本文以金属纳米粒子的表面等离子体共振效应和电学效应为主线,按照不同纳米粒子及器件中的修饰位置进行分类,系统总结了金属纳米粒子提高有机发光二极管器件和有机光伏器件性能方面的工作.针对纳米粒子的局域表面等离子共振效应作用范围小,增强波长单一等问题,总结了一些新的设计思路如远场增强效应、纳米粒子和激子剖面的调控与匹配及散射增强效应等,希望为进一步的结构设计提供帮助.     

有机半导体材料中的电荷转移

在介绍有机半导体材料电荷转移基本理论的基础上,对利用电荷转移研究有机半导体材料的导电、光电导和发光过程的现状进行评述,认为电荷转移是有机半导体材料研究的关键问题,开展其研究不仅有助于弄清一些新现象、新效应的物理起因,还可望找到预测有机半导体材料相关性能的有效手段.     

氮化硼/聚合物导热复合材料研究进展

电子信息产业的高速发展,使得电子装置或装备在使用过程中产生的热量越来越剧烈,需要及时导出以保证其正常运行,聚合物基导热复合材料由于其优异的加工性和较低的成本得到了应用。六方氮化硼(hBN)兼具优异的导热性和绝缘性,因此作为导热填料在导热绝缘聚合物复合材料领域受到越来越多的关注。本文主要从氮化硼填料尺寸、表面性质、取向结构以及杂化等方面综述了近年来氮化硼/聚合物导热复合材料的研究进展。     

有机微孔聚合物研究进展

有机微孔聚合物(MOPs)是一类新型的多孔材料,具有合成方法多样、化学和物理性质稳定、孔尺寸可调控、表面可修饰等优点。近年来,MOPs在物理吸附储存气体方面表现出巨大潜力,从而在储氢和温室气体封存方面成为研究的热点之一。本文首先介绍了MOPs的结构类型及特点,分别介绍了自具微孔聚合物、超交联聚合物、共价有机网络以及共轭微孔聚合物的最新进展,分析结构与性能间的关系,并对其在催化、分离和气体储存方面的应用做了简单总结。最后对MOPs未来的研究进行了展望。     

生物活性牙科复合树脂的研究进展

牙科复合树脂由于色泽美观,在口腔临床上具有广泛的应用。但其仍然存在边缘缝隙的问题,从而导致继发龋的发生。再矿化复合树脂中的生物活性填料会释放能够再矿化的钙、磷离子,促使材料表面形成矿化层,能够抑制二次龋的发生。本文介绍了不同种类、含量、粒径大小和表面改性的生物活性填料对复合树脂物理、机械性能的影响,分析了再矿化复合树脂的再矿化行为,提出了再矿化复合树脂亟待解决的问题和研究难点,展望了复合树脂的研究方向。     

聚合物梯度结构及其梯度功能复合材料研究的最新进展

聚合物梯度材料由于其独特的结构以及优异的性能逐渐成为聚合物基复合材料领域的研究热点。本文结合国内外对聚合物梯度结构以及梯度功能复合材料的最新研究现状,介绍了聚合物梯度材料的制备方法,根据制备原理的不同,其主要可以分为外界场法和物理化学法两大类;然后重点介绍了聚合物梯度材料的结构表征的新方法-高通量组合法,该方法不但可以...     

竹纤维/聚丙烯复合材料界面相容性研究进展

竹纤维具有密度低、强度高、价格低和可再生等优点,是工程结构材料中的理想增强材料。以竹纤维增强聚丙烯是目前制备高性能聚丙烯复合材料的研究热点,也是可持续发展的重要方向之一。为得到高性能的复合材料,需要对竹纤维和聚丙烯基体界面进行处理。本文综述了改善竹纤维与聚丙烯基体界面相容性的三种方法,包括竹纤维的表面改性、聚丙烯基体的改性和添加第三组分,指出了三种方法的优缺点,并展望了提高竹纤维/聚丙烯复合材料界面相容性的研究方向。     

有机染料敏化太阳电池中激发态弛豫和电子注入的超快光谱研究

为了实现窄能隙有机光敏剂的理性设计,有必要全面理解发生在二氧化钛/染料/电解质复杂界面的激发态演化动力学。本文通过构建分别以苯并噻二唑-苯甲酸(BTBA)和吡啶并噻二唑-苯甲酸(PTBA)为电子受体的有机给受体染料,借助超快瞬态吸收光谱测量与理论模拟,我们发现在实际的二氧化钛/染料/电解质界面存在激发态多步弛豫与多态电子注入的过程。密度泛函理论及含时密度泛函理论计算表明,二氧化钛表面的光激发产生的"热"激发态染料分子会通过分子片段间的扭转运动发生显著的多步结构弛豫,最终形成共轭骨架具有醌式结构、更加平面化的平衡构型。通过对飞秒瞬态吸收光谱进行目标分析,我们发现相对于以苯并噻二唑-苯甲酸为电子受体的染料,以吡啶并噻二唑-苯甲酸为电子受体的染料呈现出较慢的电子注入速率与较短的激发态寿命,导致总的电子注入产率较低,给出了基于该染料所制备的太阳电池的外量子产率峰值低的原因。     

适用于RTM成型聚酰亚胺材料研究进展

综述了适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的研究进展，主要包括降冰片烯酸酐（NA）封端的PMR聚酰亚胺树脂和使用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物，在这其中采用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物具有低的熔体粘度和良好的熔体稳定性，固化交联后的聚合物及树脂基复合材料具有良好的热性能和力学性能。本文介绍了上述聚合物化学合成、结构与性能之间的关系，并对适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的应用进行了简单介绍。     

蓝色有机电致发光材料及器件的研究进展

有机电致发光器件因在全彩平板显示和固态照明领域中具有广阔的应用前景, 而受到人们的广泛关注。 时至今日, 与现有的红色和绿色有机电致发光材料和器件相比, 具有优越综合性能的蓝色有机电致发光材料和器件却始终匮乏。 相对而言, 蓝光材料具有较宽的能隙, 因而很难获得低电压、高效率和良好稳定性的深蓝光器件。 通常, 白色有机电致发光器件可以通过混合三基色或者两种颜色的方法获得。 但是无论哪种方法, 蓝光材料均是必不可少的。 另外, 还可以通过能量传递将蓝光转化为红光和绿光。 因此, 研发出具有优越综合性能的蓝光材料对有机电致发光器件的推广及应用十分关键。 本文综述了近年来蓝色荧光材料、蓝色磷光材料的研究进展以及蓝光材料在蓝色和白色有机电致发光器件中的应用, 并结合现有工作, 对蓝色有机电致发光材料的研究和应用前景进行展望。     

非线性光学有机晶体材料的研究进展

随着科技的进步和时代的发展,光电子技术将是21世纪的核心技术之一.对于光电子技术的发展,非线性光学材料,尤其是非线性光学晶体是不可缺少的关键材料.本文主要从分子设计方面概述了阴阳离子二元生色团体系、纯有机分子、纳米晶体和有机金属复合物等几种主要的非线性光学有机晶体材料的研究情况,并对其各自的特点做了简单的说明.