《極端條件下無機-有機複合半導體界面的原位監測及調控》是依託山東大學，由崔得良擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極端條件下無機-有機複合半導體界面的原位監測及調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：崔得良
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
無機半導體光電器件在穩定性、工作速度等方面有明顯優勢，但製作過程複雜、成本高，且缺乏結構多樣性和柔性；有機半導體器件製作工藝簡單、分子結構和性質豐富多彩，光吸收效率高且具有柔性，但穩定性差、遷移率太低。無機-有機複合半導體有希望集二者的優勢於一身，使半導體光電器件具有良好的綜合性能。已有的複合半導體場效應和光伏器件研究結果表明，要實現無機和有機半導體優勢互補，必須解決兩個關鍵問題：一是提高有機半導體的載流子遷移率，二是搞清楚無機-有機界面狀態，並提出有效的調控方法。本項目擬針對後一個問題開展系統研究，在高壓和特殊氣氛等極端條件下，原位跟蹤無機-有機界面的成鍵情況和載流子輸運性能的變化過程。研究特殊條件下界面成鍵和界面反應對載流子界面交換和輸運過程的影響，並探索利用極端條件調控無機-有機界面狀態（組成及結構相容性、界面成鍵類型、強度等）的有效方法。
結題摘要
為了獲得具有優良綜合性能的複合半導體，滿足現代信息和能源技術的苛刻要求，通過無機與有機半導體複合克服各自的固有缺陷，同時充分發揮它們的優勢是一條有效的途徑。在無機-有機複合半導體中，界面狀態（無機-無機界面和無機-有機界面）是決定複合半導體穩定性和光電性能的關鍵因素。因此，系統研究無機-有機複合半導體中的界面狀態和探索新的調控方法，對顯著提高複合半導體光電器件的性能具有重要意義。在本項目中，我們首先研究了幾種典型的無機－有機複合半導體薄膜的表面狀態，並利用獨創的可控汽化溶劑熱壓方法製備了具有良好界面結合狀態（提高載流子遷移率）和多孔特徵（有利於表面成鍵和製備無機－有機複合半導體）的無機半導體網路結構；進一步地，我們發現高壓可以明顯改善無機－有機半導體界面的親和性能，再結合能級匹配原則研製了SnO2-P3HT、SnO2-SiPc等複合半導體。在這些複合半導體中，首次實現了兩種組份的協同增強效應，即複合半導體的載流子濃度和遷移率不僅遠高於有機半導體，也大幅度高於無機半導體。利用這種協同效應，研製了具有優良綜合性能的複合半導體氣敏感測器，並對協同增強效應產生的機制進行了深入分析；另外，利用我們特有的原位紅外光譜方法，實時監測和研究了兩種類型的複合半導體(p-Cl-C6H4NH3)3CdBr5和CdI2(AD)的熱分解過程，發現高壓可以顯著提高複合半導體的熱穩定性。結合無機-有機半導體界面成鍵狀態的分析，對複合半導體分解過程和機理進行了解釋。在此基礎上，我們提出了高壓生長方法，得到了兩種較大尺寸的複合半導體晶體；通過發展新的溶劑輔助高壓生長方法，研製了高質量的鈣鈦礦複合半導體單晶薄膜，其中的載流子壽命達到了目前的最高記錄；最後，研製了極端條件下半導體電輸運性能聯合原位測試系統，實現了在力、熱、光、磁和特殊氣氛多因素聯合作用下複合半導體光電性能的原位連續監測，為研究極端條件下複合半導體的性質、發現新現象和探索新的功能材料提供了獨特的條件。
