《有機小分子半導體材料與器件的本徵自旋輸運問題》是依託山東大學，由韓聖浩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有機小分子半導體材料與器件的本徵自旋輸運問題
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：韓聖浩
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前所報導的有機半導體自旋器件中，其有機半導體均為非晶長程無序材料，由於其自旋擴散長度不長，觀察到的磁電阻現象背後的物理機制存在巨大爭議，難以區分自旋極化隧穿與自旋極化輸運。本項目通過製備高質量有機半導體單晶及其自旋閥器件，深入研究其自旋相關輸運過程，重點關注電子陷阱、缺陷、晶界等外部因素對電子自旋輸運的影響，結合實驗觀察與機理分析，力求揭示材料的本徵自旋輸運機理，理清目前對有機自旋器件中自旋輸運機制存在的困惑。並且，通過研究單晶有機半導體中的自旋輸運，探究提高其自旋擴散長度的可能性，從而為研製高性能有機自旋閥器件、有機自旋發光二極體器件、有機自旋場效應電晶體器件等提供基礎。本項目的實施，對於促進有機自旋電子學及有機自旋光電子學早日走向實際套用具有重要的套用價值及科學意義。
結題摘要
有機小分子半導體材料在有機發光器件、有機場效應電晶體、有機太陽能器件、有機自旋器件等領域具有廣闊的套用前景。針對非晶有機薄膜缺陷多，遷移率低，自旋擴散長度短等問題，本項目通過多種方法製備了有機半導體晶體材料，全面研究了其生長機理及各項物理性質，實驗及理論研究了有機小分子半導體的自旋極化及磁性機理，在此基礎之上，製作了多種基於有機小分子半導體的自旋器件，研究了其在磁場下的自旋相關輸運性質。主要包括：（1）利用物理氣相澱積法製備了層狀ɛ相Alq3晶體、(Znq2)4晶體及其它有機小分子半導體晶體，研究了其晶體生長機理及各項物理性質；（2）利用溶液自組裝法製備了顆粒狀、棒狀、管狀等多種結構的有機小分子晶體材料，測試了其物理性質，分析了其生長機理；（3）實驗與理論相結合，研究了金屬原子與有機小分子結合前後的自旋極化性質，並研究了自旋極化的變化對分子巨觀磁相互作用的影響；（4）製作了垂直結構有機自旋閥器件及有機自旋發光器件，深入研究了器件在磁場下的自旋輸運性質及其它磁場效應，分析了其物理機制；（5）利用紫外曝光套刻、電子束刻蝕等方法製作了溝道寬度為微米及亞微米的水平結構自旋極化電極，製備了多種水平結構底接觸電極有機單晶自旋器件，測試了其自旋輸運特性，發現基於單晶紅熒烯材料的有機單晶自旋器件具有極長自旋擴散長度。截至目前，項目已發表SCI論文14篇，EI論文1篇，申請國家發明專利4項，已授權國家發明專利3項，培養博士4人，碩士5人，達到了本項目的目標。
