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贺芳博士分获2010年全国优秀博士学位论文奖,化

来源:http://www.17930ip.com 作者:威尼斯城所有登入网址 时间:2019-08-02 10:23

2010年全国优秀博士学位论文评选结果已揭晓,共评出100篇“全国优秀博士学位论文”和334篇“全国优秀博士学位论文提名论文”。中国科学院研究生院各培养单位共有11篇入选“优秀论文”,另有30篇入选“提名论文”。

有机场效应晶体管由于在大面积、低成本和柔性化有机电子产品方面的潜在应用前景而备受学术界和工业界的关注,成为有机电子学中的研究前沿领域之一。目前,尽管OFET的性能已经初步满足实用化要求,但仍然存在性能低、稳定性差和与有机电子学相配套的低成本溶液法加工技术亟待开发等问题,这些问题大大限制了OFET及相关有机电路的实际应用。

化学所共有2篇论文入选:1篇论文荣获全国优秀博士学位论文,1篇论文荣获全国优秀博士学位论文提名论文。

在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,化学所有机固体院重点实验室的研究人员一直致力于有机场效应晶体管的功能材料和器件方面的研究,取得了一些新进展,这些结果引起了国际学术界的关注,英国《化学会评论》和德国《先进材料》分别发表了他们的综述。

全国优秀博士学位论文:《有机光电器件的设计、制备及性能研究》;作者:狄重安,师从朱道本院士/刘云圻研究员/于贵研究员,2008年7月获理学博士学位,2008年7月从中国科学院化学研究所留所工作至今。狄重安博士期间及毕业一年内作为文章第一作者在国际著名杂志J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、J. Phys. Chem. B、Appl. Phys. Lett.、Org. Lett.以及Phys. Chem. Chem. Phys.共正式公开发表论文11篇,授权专利3项。

溶液法制备的OFET具有制备工艺简单和低成本的独特优势,他们针对聚合物OFET的特点,开发了溶剂辅助退火的方法,在聚合物半导体层表面引入少量溶剂后二次退火,大大提高了聚合物半导体层的分子排列规整性,从而大幅提高了器件性能。该方法还可以在半导体薄膜上直接引入各种功能层或保护层,实现顶栅OFET的制备或器件的有效封装,为OFET的制备和封装提供了新思路。研究表明,此方法适用于多种聚合物OFET,具有较好的普适性。有关结果发表在Adv. Mater., 2010, 22, 1273-1277上。

狄重安博士学位论文内容简介:被称为“塑料电子学”的有机光电器件因其在大面积和低成本的柔性显示、平板照明、射频标签和电子纸等方面的广阔应用前景在过去二十年中备受关注。其中,作为有机光电器件重要组成部分的有机发光二极管和有机场效应晶体管取得了迅猛的发展。有机光电器件的性能不仅取决于各种功能材料的固有性质,还依赖于器件功能层之间的界面性质,这使得界面问题成为有机光电器件研究中的重要研究方向。本论文以有机光电器件的界面问题为研究主线,以提高器件的综合性能和实用性为目标,以有机发光二极管、有机场效应晶体管和有机发光场效应晶体管为研究对象,开发了一系列优化器件性能与稳定性、降低器件成本与功耗的新途径,为这些有机器件的进一步发展奠定了基础。

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全国优秀博士学位论文提名论文:《新型水溶性聚芴材料的制备与生物传感研究》;作者:贺芳;师从王树研究员。在学期间,贺芳博士作为文章第一作者在国际著名杂志J. Am. Chem. Soc、Anal. Chem.、Adv. Funct. Mater、J. Mater. Chem.以及Chin. Sci. Bull.共正式发表文章7篇,授权专利1项。

图1. 聚合物OFET溶剂辅助退火前后性能对照图

贺芳博士学位论文内容简介:与传统的小分子荧光探针相比,水溶性共轭聚合物可以放大荧光信号,大大提高检测体系的灵敏度,是目前共轭聚合物研究的热点之一。本论文围绕这一科学前沿,发展了新型的操作简单、分析快速、高选择性和高检测灵敏度的生物传感体系,主要工作如下:利用水溶性共轭聚合物实现了对DNA构象转化的高灵敏、高选择性检测;基于水溶性共轭聚合物和DNA分子信标设计了新型检测体系,实现了DNA单碱基突变高灵敏检测,获得中国发明专利授权;利用水溶性共轭聚合物设计了一系列新型的H2O2和葡萄糖的检测体系。

顶栅结构器件是改善器件稳定性的途径之一,研究人员开发了新的顶栅结构器件制备技术,主要包括自支撑(self-supporting)绝缘层的制备,以及自支撑绝缘层与半导体层之间自发的干法层合。由于避免了任何可能的溶剂侵蚀以及对界面的破坏,采用这种方法得到的顶栅器件具备很好的场效应性能。有关工作已申请中国发明专利,并发表在Adv. Mater., 2010, 22, 3537-3541上。

自1999年首届全国优秀博士论文评选至今,化学所共有7篇论文获全国优秀博士学位论文,14篇论文获全国优秀博士学位论文提名论文。

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研究生办公室

图2. 由自支撑绝缘层制备顶栅结构的有机场效应晶体管示意图

2010年11月3日

有机半导体的主体结构是具有p结构的共轭体系,目前分子结构与性能之间的关系尚在探索中,还没有行之有效的设计原则。研究人员经过多年的摸索和不断总结(J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 13281; J. Am. Chem. Soc., 127, 15700; J. Am. Chem. Soc., 128, 15940; J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 16418; J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 1882; Adv. Mater., 2007, 19, 3037; Adv. Mater., 2008, 20, 611; Adv. Mater., 2008, 20, 1286; Adv. Mater., 2008, 20, 3289),对分子结构、凝聚态结构对器件性能影响及器件的优化有了一些认识,这些结果得到学术界同行的认可,英国皇家化学会Chemical Society Reviews发表了题为“p-Conjugated molecules with fused rings for organic field-effect transistors: design, synthesis and applications” 的Tutorial Review (Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 1489-1502) ,系统地介绍了他们该小组近几年来在稠环p共轭分子的设计、合成和在有机场效应晶体管中的应用。

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图3. 稠环p共轭分子的设计、合成和在有机场效应晶体管中的应用

相对于p-型有机半导体而言,n-型有机半导体还存在迁移率低和稳定性差的缺点,化学所有机固体院重点实验室相关人员结合他们自己的研究结果(J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 8614; Adv. Mater., 2009, 21, 1631; Nano Lett., 2009, 5, 1752),总结了最近5年n-型半导体在性能和分子设计上的发展,分析了目前阻碍n-型场效应晶体管研究发展的因素,重点从晶体管的结构与组成,分子设计和薄膜生长条件等方面,提出了解决方法以期突破n-型场效应晶体管目前研究的瓶颈。论文以Progress Report的形式发表在Adv. Mater., 2010, 22, 1331-1345上。

功能性有机场效应晶体管将扩展OFET应用领域,化学所有机固体院重点实验室研究人员在这方面做了深入的研究,制备了高性能的有机薄膜,单晶的光晶体管器件以及多比特存储的有机场效应晶体管存储器件(Appl. Phys. Lett., 2009, 94, 143303; Adv. Funct. Mater., 2010, 20, 1019-1024; Adv. Mater., 2009, 21, 1954-1959)。最近,他们应《先进材料》杂志邀请撰写了综述性论文“Functional Organic Field-Effect Transistors”,并以内封面的形式发表(Adv. Mater. 2010, 22, 4427-4447)。

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图4. 《先进材料》内封面

有机固体院重点实验室

2011年1月4日

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