本書圍繞高性能分子材料與器件研究,介紹了設(shè)計合成新型有機(jī)共軛分子和高分子,研究其聚集態(tài)、微納晶或分子水平上分子間的相互作用、電子行為以及光電磁功能的物理機(jī)制,揭示分子結(jié)構(gòu)與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及光電磁性能的構(gòu)效關(guān)系,制備高性能有機(jī)光電磁功能材料、發(fā)展光電磁功能分子器件和柔性器件的制備技術(shù),探索分子材料特殊物理、化學(xué)性質(zhì)的新應(yīng)用,希望通過本書能夠引領(lǐng)分子電子學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)和推動戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的形成!队袡C(jī)固體功能材料前沿與進(jìn)展》,本書共十章:第一章為序言、第二章為有機(jī)高分子半導(dǎo)體、第三章為有機(jī)高分子電致發(fā)光、第四章為有機(jī)高分子光伏、第五章為有機(jī)高分子場效應(yīng)、第六章為單分子光電子器件、第七章為新型碳材料、第八章為有機(jī)納米光子學(xué)、第九章為生物光電子、第十章為有機(jī)固體的理論研究。
本書為十四五時期國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃專項項目、國家出版基金項目/分子科學(xué)叢書分冊之一。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,有機(jī)固體功能材料作為一門交叉前沿學(xué)科,正在不斷引領(lǐng)材料、化學(xué)、物理乃至生命科學(xué)等多個領(lǐng)域的創(chuàng)新。有機(jī)固體材料以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)、靈活可調(diào)的分子結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的加工性能,為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用開辟了廣闊的空間。本書旨在梳理這一領(lǐng)域的研究成果,探討其發(fā)展趨勢,并為未來的研究提供方向性指導(dǎo)。全書共6章,涉及有機(jī)納米光子學(xué)、共軛高分子光伏材料、有機(jī)高分子電致發(fā)光材料、有機(jī)高分子場效應(yīng)材料與器件、單分子電子器件、有機(jī)生物光電子等內(nèi)容。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,有機(jī)固體功能材料作為一門交叉前沿學(xué)科,正在不斷引領(lǐng)材料、化學(xué)、物理乃至生命科學(xué)等多個領(lǐng)域的創(chuàng)新。有機(jī)固體材料以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)、靈活可調(diào)的分子結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的加工性能,為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用開辟了廣闊的空間!队袡C(jī)固體功能材料前沿與進(jìn)展》一書,旨在梳理這一領(lǐng)域的研究成果,探討其發(fā)展趨勢,并為未來的研究提供方向性指導(dǎo)。
有機(jī)固體功能材料是以有機(jī)化合物為基礎(chǔ),通過分子設(shè)計、合成與組裝,實現(xiàn)特定功能的先進(jìn)材料。從早期的有機(jī)染料到如今種類豐富的導(dǎo)電高分子、小分子半導(dǎo)體等,這些材料不僅在光電轉(zhuǎn)換、信息顯示、傳感檢測等方面展現(xiàn)出卓越的性能,逐漸滲透到生物醫(yī)用、環(huán)境保護(hù)等新興領(lǐng)域,成為推動科技進(jìn)步的重要力量。
歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展,有機(jī)固體功能材料的研究在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。從納米尺度的光子學(xué)器件,到高效能的光伏材料,再到電致發(fā)光和場效應(yīng)材料,每一步進(jìn)展都在推動著信息技術(shù)、清潔能源、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新和變革。國際上,美國、歐洲、日本等地的科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)正競相加大研究投入,開展跨學(xué)科合作,搶占科技制高點(diǎn)。在國內(nèi),以北京分子科學(xué)國家研究中心為代表的科研單位,長期前瞻布局,緊密結(jié)合國家戰(zhàn)略需求,圍繞有機(jī)固體功能材料的基礎(chǔ)理論、制備工藝、性能調(diào)控及應(yīng)用探索等方面展開了深入研究,取得了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性成果。
近年來,隨著納米技術(shù)、超分子化學(xué)、分子工程等學(xué)科的深度交叉融合,有機(jī)固體功能材料的研究進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。有機(jī)納米光子學(xué)材料以其獨(dú)特的激發(fā)態(tài)能級結(jié)構(gòu)和可控的光學(xué)性質(zhì),為微納光源、光波導(dǎo)、光調(diào)制器等器件的制備提供了可能。共軛高分子光伏材料分子設(shè)計及器件優(yōu)化也取得了巨大進(jìn)步,特別是非富勒烯受體材料的開發(fā),觸發(fā)了有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的飛躍。此外,單分子電子器件和有機(jī)生物電子器件等前沿方向也展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿,有望在智能感知和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)新的變革。
本書的整體框架由朱道本院士與裴堅教授作為核心主創(chuàng)精心構(gòu)思與策劃。全書共6章,第.1章有機(jī)納米光子學(xué)由趙永生、張闖、姚建年編寫;第2章共軛高分子光伏材料由姚惠峰、侯劍輝、李永舫編寫;第3章有機(jī)高分子電致發(fā)光材料由趙達(dá)慧、張迪、李曜、時文婧、魏蓉、朱子琦、韓含編寫;第4章有機(jī)高分子場效應(yīng)材料與器件由董煥麗、張逸寒編寫;第5章單分子電子器件由臧亞萍、郭雪峰編寫;第6章有機(jī)生物光電子由王樹、狄重安編寫。
本書的編著工作匯聚了北京分子科學(xué)國家研究中心知名專家和學(xué)者的智慧與心血。在主編的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下,各章節(jié)作者根據(jù)各自的研究專長和領(lǐng)域特色,精心撰寫了相關(guān)內(nèi)容。在編著過程中,我們注重理論與實踐相結(jié)合,既注重基礎(chǔ)理論的闡述,又關(guān)注研究成果的介紹,力求為讀者呈現(xiàn)一本內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、具有前瞻性的學(xué)術(shù)著作。
總之,《有機(jī)固體功能材料前沿與進(jìn)展》一書,是對有機(jī)固體功能材料領(lǐng)域研究成果的一次梳理和剖析。我們相信,本書的出版將為廣大科研人員、工程技術(shù)人員及高校師生提供有益的參考和借鑒,為推動有機(jī)固體功能材料的研究與應(yīng)用做出積極貢獻(xiàn)。
由于撰寫時間倉促、涉及人員較多,書中難免存在諸多不足,歡迎廣大讀者批評指正。
第.1章有機(jī)納米光子學(xué)
1.1納米光子學(xué)簡介
1.2納米光子學(xué)器件單元
1.2.1微納光源
1.2.2微納光波導(dǎo)
1.2 .3微納光調(diào)制器
1.3有機(jī)納米光子學(xué)材料
1.3.1有機(jī)材料豐富的激發(fā)態(tài)能級過程
1.3.2有機(jī)納米光子學(xué)結(jié)構(gòu)的可控制備
1.3.3有機(jī)微納激光器
1.4總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
第2章共軛高分子光伏材料
2.1共軛高分子光伏材料簡介
2.1.1分子設(shè)計原則
2.1.2制備方法
2.2富勒烯型有機(jī)光伏電池中的共軛高分子給體材料
2.2.1弱分子內(nèi)推拉電子作用的共軛高分子光伏給體材料
2.2.2 D-A型交替共軛高分子光伏給體材料
2.3非富勒烯型有機(jī)光伏電池中的共軛高分子材料
2.3.1寬帶隙共軛高分子給體光伏材料
2.3.2窄帶隙共軛高分子受體光伏材料
2.4 共軛高分子光伏材料的研究前沿
參考文獻(xiàn)
第 3章有機(jī)高分子電致發(fā)光材料
3.1 前言
3.2高分子熒光材料
3.2.1即時熒 光材料
3.2.2三線態(tài)-三線 態(tài)湮滅的電致發(fā)光體系.
3.2.3熱活化延遲熒光材料
3.2.4熱激 子延遲熒光材料
3.3高分子磷光材料
3.3.1含 重原子的磷光材料
3.3.2純有機(jī)室溫磷光材料
參考文獻(xiàn)
第4章有機(jī)高分子場效應(yīng)材料與器件
4.1引言
4.2有機(jī)小分子場效應(yīng)材料
4.2.1 p 型小分子場效應(yīng)材料
4.2.2 n 型小分子場效應(yīng)材料
4.2.3雙極性小分 子場效應(yīng)材料
4.2.4高遷 移率發(fā)光場效應(yīng)晶體管材料
4.3聚合物場效應(yīng)材料
4.3.1 p 型聚合物場效應(yīng)材料
4.3.2 n 型聚合物場效應(yīng)材料
4.3.3雙極性聚 合物場效應(yīng)材料
4.3.4介觀聚 合物場效應(yīng)材料
4.3.5有限共軛聚 合物場效應(yīng)材料
4.4有機(jī)高分子材料聚集態(tài)調(diào)控
4.4.1小分子半導(dǎo)體材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控
4.4.2共軛高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控
4.5有機(jī)高分子場效應(yīng)晶體 管器件
4.5.1高性能 有機(jī)場效應(yīng)晶體管
4.5.2有 機(jī)場效應(yīng)光電功能器件
4.5.3新型有 機(jī)光電子集成器件
參考文獻(xiàn)
第5章單分子電子器件
5.1引言
5.2單分子 器件研究的技術(shù)手段
5.2.1掃描隧道 顯微鏡-裂結(jié)技術(shù)
5.2.2機(jī) 械可控裂結(jié)技術(shù)
5.2.3 碳基納米電極對
5.3單分子 器件的電子學(xué)性質(zhì)研究
5.3.1電極-分子接觸界面
5.3.2電荷傳輸機(jī)制
5.3.3 單分子器件的功能化
5.4單分子器件 與其他學(xué)科的交叉前沿方向
5.4.1化學(xué)反應(yīng)的實時監(jiān)測與調(diào)控
5.4.2 生物中的電子過程
5.4.3 分子間相互作用
5.5總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
第6章有機(jī)生物光電子
6.1生物光電子材料的開發(fā)
6.1.1 共軛分子材料
6.1.2生物分子材料
6.2生物光 電子器件的功能拓展與應(yīng)用
6.2.1生物傳感
6.2.2 仿生器件
6.2.3 新型能源轉(zhuǎn)化器件
參考文獻(xiàn)