強磁場下碳基功能材料的製備及其光電特性的研究

《強磁場下碳基功能材料的製備及其光電特性的研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由張發培擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：強磁場下碳基功能材料的製備及其光電特性的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張發培
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

強磁場下的材料製備是強磁場套用的一個重要領域。Phi共軛的有機小分子、聚合物以及低維碳納米結構等碳基功能材料在電子信息領域顯示了巨大的套用潛力，同時這些材料還具有很強的磁各向異性。本項目擬選擇不同類型的碳基功能材料進行強磁場誘導取向和生長，以實現利用強磁場對其結構和生長的調控，並深入研究強磁場與 Phi 共軛分子的相互作用以及由此引起結構變化的動力學機制。在此基礎上，通過製備不同類型的光電功能器件(如OLED和OFET等)，研究強磁場誘導取向和生長對碳基功能材料發光性能、電輸運特性和自旋傳輸特性的影響，並探索其中的新現象新規律。本項目的研究將在探索利用強磁場誘導來提高碳基功能材料的光電性能，以及發展新型光電器件和磁電子學器件等方面具有的重要意義。

結題摘要

強磁場下的材料製備是強磁場套用的一個重要領域。phi共軛的有機小分子、聚合物等碳基功能材料在電子信息領域顯示了巨大的套用潛力，同時這些材料還具有很強的磁各向異性。在本項目研究中，我們發展了幾種強磁場下的有機材料製備方法，選擇若干不同類型的、具有重要套用價值的分子和聚合物半導體材料，進行強磁場誘導的取向和生長，成功地實現了對其分子取向和薄膜結構的調控。通過控制製備條件和採用綜合的微結構表征技術，著重研究了分子結構、分子間相互作用與薄膜磁致取向程度和結構有序度之間的聯繫，對磁場與phi共軛分子的相互作用以及強磁誘導有機半導體生長和結構調控的動力學機制有了深入認識，並建立了初步的模型。在此基礎上通過製備OFET等功能器件，發現強磁場誘導取向和生長可顯著提高有機半導體的載流子傳輸性能，並產生強的載流子遷移率各向異性。本項目的研究結果對利用強磁場誘導來研究共軛碳基材料薄膜結構與光電特性的內在關係、提高其光電器件和自旋電子器件性能方面具有的重要意義。已發表SCI論文4篇，培養博士和碩士研究生共3名。