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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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化學(xué)所在高效單組份有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管方面取得進展

2019-09-12 化學(xué)研究所

【字體：大中小】

語音播報

　　高性能OLET器件的構(gòu)筑需要同時具有高遷移率和強熒光的活性半導(dǎo)體材料，但是高遷移率和強熒光是一對矛盾體，很難實現(xiàn)二者在同一材料體系中的有效集成。鑒于此，在中國科學(xué)院先導(dǎo)項目和國家自然科學(xué)基金委支持下，中科院化學(xué)研究所有機固體重點實驗室科研人員近年來在高遷移率發(fā)光材料方面開展了研究，提出了“蒽拓展并五苯類似物”的光電一體化分子設(shè)計思想，發(fā)展了系列具有優(yōu)異高遷移率和發(fā)光性能的有機半導(dǎo)體材料體系（Nat. Commun. 2015, 6, 10032; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261, Adv. Mater. 2018, 30, 1801048, Nat. Commun. 2018, 9, 5418），為進一步光電功能集成器件研究奠定了良好的材料基礎(chǔ)。

　　最近，在前期研究的基礎(chǔ)上，科研人員利用課題組發(fā)展的高遷移率發(fā)光有機半導(dǎo)體材料2,6-diphenylanthracene (DPA)和2,6-di(2-naphthyl) anthracene (dNaAnt)作為活性層構(gòu)筑了單組分有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管?；诓粚ΨQ器件結(jié)構(gòu)和界面能級調(diào)控策略實現(xiàn)了OLET器件中高效平衡的雙極性注入和傳輸。研究表明，所構(gòu)筑DPA-和dNaAnt-OLET器件均展現(xiàn)了穩(wěn)定且較強的溝道發(fā)光特性，在柵壓調(diào)控下，其電子和空穴復(fù)合發(fā)光位置在p型溝道和n型溝道中均可得到很好的調(diào)控，證實其典型的雙極性發(fā)光特性。并且，所構(gòu)筑DPA-和dNaAnt-OLET器件最大外量子效率（EQE）分別達到1.61%和1.75%，為目前報道的單組份OLET器件的最高值。同時，DPA-和dNaAnt-OLET器件分別展現(xiàn)了高的發(fā)光亮度（1210 cd m^-2和3180 cd m^-2）和大的電流密度（1.3 kA cm^-2和8.4 kA cm^-2）。該研究結(jié)果表明，高遷移率發(fā)光材料在實現(xiàn)高效單組份OLET器件方面的重要應(yīng)用，高遷移率發(fā)光材料的發(fā)展有望促進有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管器件及其相關(guān)領(lǐng)域研究的快速發(fā)展。相關(guān)研究工作近期發(fā)表在《先進材料》（Adv. Mater. 2019, 1903175, DOI: 10.1002/adma.201903175）上，第一作者是博士生秦正生，通訊作者是董煥麗、胡文平。

論文鏈接

高遷移率發(fā)光材料DPA和dNaAnt分子結(jié)構(gòu)式、OLET器件示意圖和目前報道的單組份OLET的EQE效率總結(jié)圖

　　有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管(OLET)作為一種同時兼具有機場效應(yīng)晶體管(OFET)和有機發(fā)光二極管(OLED)兩種功能的有機光電器件，具有制備工藝簡單、集成度高、電流放大等優(yōu)勢，被認(rèn)為是下一代變革性柔性顯示技術(shù)和實現(xiàn)有機電泵浦激光的理想途徑之一，其研究具有重要的科學(xué)和技術(shù)意義。但是，因為實現(xiàn)高性能OLET器件構(gòu)筑的材料體嚴(yán)重缺乏，所以造成OLET器件，特別是高性能單組份OLET器件的發(fā)展嚴(yán)重滯后，限制了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的研究。
　　高性能OLET器件的構(gòu)筑需要同時具有高遷移率和強熒光的活性半導(dǎo)體材料，但是高遷移率和強熒光是一對矛盾體，很難實現(xiàn)二者在同一材料體系中的有效集成。鑒于此，在中國科學(xué)院先導(dǎo)項目和國家自然科學(xué)基金委支持下，中科院化學(xué)研究所有機固體重點實驗室科研人員近年來在高遷移率發(fā)光材料方面開展了研究，提出了“蒽拓展并五苯類似物”的光電一體化分子設(shè)計思想，發(fā)展了系列具有優(yōu)異高遷移率和發(fā)光性能的有機半導(dǎo)體材料體系（Nat. Commun. 2015, 6, 10032; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261, Adv. Mater. 2018, 30, 1801048, Nat. Commun. 2018, 9, 5418），為進一步光電功能集成器件研究奠定了良好的材料基礎(chǔ)。
　　最近，在前期研究的基礎(chǔ)上，科研人員利用課題組發(fā)展的高遷移率發(fā)光有機半導(dǎo)體材料2,6-diphenylanthracene (DPA)和2,6-di(2-naphthyl) anthracene (dNaAnt)作為活性層構(gòu)筑了單組分有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管?；诓粚ΨQ器件結(jié)構(gòu)和界面能級調(diào)控策略實現(xiàn)了OLET器件中高效平衡的雙極性注入和傳輸。研究表明，所構(gòu)筑DPA-和dNaAnt-OLET器件均展現(xiàn)了穩(wěn)定且較強的溝道發(fā)光特性，在柵壓調(diào)控下，其電子和空穴復(fù)合發(fā)光位置在p型溝道和n型溝道中均可得到很好的調(diào)控，證實其典型的雙極性發(fā)光特性。并且，所構(gòu)筑DPA-和dNaAnt-OLET器件最大外量子效率（EQE）分別達到1.61%和1.75%，為目前報道的單組份OLET器件的最高值。同時，DPA-和dNaAnt-OLET器件分別展現(xiàn)了高的發(fā)光亮度（1210 cd m-2和3180 cd m-2）和大的電流密度（1.3 kA cm-2和8.4 kA cm-2）。該研究結(jié)果表明，高遷移率發(fā)光材料在實現(xiàn)高效單組份OLET器件方面的重要應(yīng)用，高遷移率發(fā)光材料的發(fā)展有望促進有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管器件及其相關(guān)領(lǐng)域研究的快速發(fā)展。相關(guān)研究工作近期發(fā)表在《先進材料》（Adv. Mater. 2019, 1903175, DOI: 10.1002/adma.201903175）上，第一作者是博士生秦正生，通訊作者是董煥麗、胡文平。
　　論文鏈接
　　
　　高遷移率發(fā)光材料DPA和dNaAnt分子結(jié)構(gòu)式、OLET器件示意圖和目前報道的單組份OLET的EQE效率總結(jié)圖
　　

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