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人才队伍

光电功能高分子与塑料光电子学创新研究群体

文章来源:    发布时间:2011-05-10
简介
  “光电功能高分子与塑料光电子学”创新研究群体是在中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室光电功能高分子和功能薄膜原有研究队伍基础上,按照光电功能高分子研究的关键研究环节和研究链条,通过认真策划、精心组织和逐一定向招聘历时5年形成的创新团队,并与2006年获得国家自然科学基金委员会“创新研究群体科学基金”资助。目前,研究群体有7名研究员,20余位副高级和中、初级研究技术人员以及70余名博士、硕士研究生。其中,以王利祥研究员为群体带头人的6位核心成员中5位为“国家杰出青年基金”获得者(王利祥,闫东航,韩艳春,马东阁,耿延候),并建立了“先进有机光电材料与器件研究中心”研发平台作为载体。群体近5年来共发表SCI收录论文250余篇,其中影响因子>3的论文90余篇、>6的20余篇,被国际同行引用超过1500次,12篇次被专项评述,并获权和申请国际、国内发明专利60余项。
群体核心成员

左起:闫东航,马东阁,耿延候,王利祥,谢志元,韩艳春

研究布局
  针对“光电功能高分子与塑料光电子学”研究领域目前存在的科学问题和技术难点以及该学科高度交叉的特征,群体研究布局如下:

研究目标
  光电功能高分子与塑料光电子学是高分子科学和信息科学领域相交叉的新兴学科,是国际科学前沿的重大研究方向,在基础研究和高技术探索两方面均孕育着许多创新的机遇和挑战。有鉴于此,我们以解决分子结构与电子结构的关联、凝聚态结构与光电性能的关系等关键科学问题为核心,以发展光电功能高分子的可控合成、微加工与器件应用为主题,围绕平板显示、照明光源、光通讯元件等应用目标,以“分子工程-凝聚态调控-微加工方法-器件工程” 研究链条为主线,在高分子分子设计与合成、高分子薄膜生长与调控、微加工方法学、器件组装与优化等方面开展具有重大科学目标导向的基础研究,为发展高分子科学和塑料光电子学科做出创新贡献。
主要研究进展

1.发光聚合物
  共轭光电功能聚合物可通过溶液旋涂、打印等方式制备大面积发光器件,易和柔性基底集成制备大面积柔性显示器。有鉴于此,我们在高效荧光聚合物和磷光树枝化分子的设计与合成方面取得了系列成果,特别是采用分子工程手段,在分子设计中引入能量转移概念,发展出系列具有自主知识产权的高效白光发光聚合物,使器件性能达到国际领先水平,相关工作发表后受到国际同行广泛关注和评述。


2.纳米尺度共轭齐聚物的设计与合成
  纳米尺度单分散共轭齐聚物具有确定分子量和分子结构,是理想的有机光电材料和超分子体系纳米构造单元。针对这类共轭分子合成难度大的问题,我们已发展出三种合成单分散共轭齐聚物的方法,合成了4类几十个纳米尺度共轭分子,并研究这类分子的超分子行为(如液晶性等)和在光电器件中的应用。在此基础上,开发出场致迁移率达0.4 cm2/V×s(和非晶硅器件相当)的共轭齐聚物。
3.有机异质结及其在有机场效应晶体管中的应用
  在国际上首次揭示出p型有机半导体和n型有机半导体可以形成异质结,在异质结界面处产生自由载流子。利用这一概念构造出常开型和双极型有机薄膜晶体管等系列具有自主知识产权的全新功能器件结构。


4.图案微加工方法及其应用
  为了克服传统光刻、掩膜等技术制备有机光电器件的缺陷,我们利用机械粘附力为图案化的驱动力,发展了基于界面粘附功的软刻蚀技术,在平面、曲面和柔性衬底上实现了高分子薄膜、有机半导体小分子和金属电极的亚微/微米二维和三维干法图案化,解决了湿法微加工中溶剂等对有机光电器件性能的损害。采用这种技术制备了性能与经典加工方法制备的器件相当的有机薄膜晶体管。这一方法已被相关领域国际专家列为目前薄膜有机晶体管的主要制备方法之一。

代表性成果评述
1. Adv. Funct. Mater. 封面:Adv. Funct. Mater., 2006, 16, 957.
2. Nature "Research Highlights" 栏目评述:Adv. Mater., 2005, 17, 2974.
3. Chemical Technology (March 10, 2006)专题评述:J. Mater. Chem. 2006, 16, 1431.
4. ACS “Heart Cut” highlight: Org. Lett., 2006, 8, 785. (http://www.chemistry.org/portal/chemistry, April 03, 2006).
5. ACS “Heart Cut” highlight: Appl. Phys. Lett., 2004, 84, 142.(http://www.chemistry.org/portal/chemistry, February 16, 2004).
6. 综述评述 (Chem. Mater., 2004, 16, 4824.):J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 12578.